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丹参?牛儿基?牛儿基焦磷酸合酶基因的
克隆与分析
张蕾１，戴住波３，崔光红３，程义勇１，漆小泉２，高志贤１
（１．军事医学科学院 卫生学环境医学研究所，天津 ３０００５０；
２．中国科学院 植物研究所，北京 １０００９３；３．中国中医科学院 中药研究所，北京 １００７００）
［摘要］ 目的：获得丹参?牛儿基?牛儿基焦磷酸合酶基因（ＧＧＰＳ），并进行生物信息学分析和初步的表达特性研究。
方法：根据ＧＧＰＳ蛋白序列保守区域设计简并引物，利用同源扩增和ｃＤＮＡ末端快速扩增技术从丹参根中获得目的基因；利用
ＢＬＡＳＴ进行序列比对，ＯＲＦＦｉｎｄｅｒ寻找开放阅读框，Ｐｒｏｓｉｔｅ分析蛋白质的基本结构域，ＴａｒｇｅｔＰ１１分析信号肽序列，ＭＥＧＡ
４０比对已有ＧＧＰＳ蛋白序列，并构建进化树；用半定量ＲＴＰＣＲ检测其在丹参子叶期根、叶和花期根、茎、叶、花蕾、花中的表
达情况；设计特异引物，从丹参基因组 ＤＮＡ中扩增，获得编码完整的 ＧＧＰＳ基因，初步分析该基因结构。结果：得到１条长１
２９８ｂｐ的ＧＧＰＳｃＤＮＡ序列，其ＯＲＦ框长１０９５ｂｐ，编码１段含有５２个氨基酸质体定位信号肽的３６４个氨基酸序列，具有多聚
异戊二烯基合成酶的特异序列，与已报道的ＧＧＰＳ基因有６０％以上的同源性；ＲＴＰＣＲ半定量分析表明该基因在所分析的各
组织中均有表达，尤以花期叶片中的表达最强；基因结构分析表明该基因有１个３９７ｂｐ的内含子。结论：首次得到丹参?牛
儿基?牛儿基焦磷酸合酶基因，为其功能研究提供了基础。
［关键词］ 丹参；?牛儿基?牛儿基焦磷酸合酶
［收稿日期］ ２００９０３１１
［基金项目］ 国家高技术研究发展计划（８６３）项目（２００７ＡＡ０２Ｚ１０４）
［通信作者］ 漆小泉，Ｔｅｌ：（０１０）６２８３６６７１，Ｅｍａｉｌ：ｘｑｉ＠ｉｂｃａｓ．ａｃ．
ｃｎ；高志贤，Ｔｅｌ：（０２２）８４６５５１９１，Ｅｍａｉｌ：ｇａｏｚｈｘ＠１６３．ｃｏｍ
［作者简介］ 张蕾，博士研究生，主要从事药用植物功能基因研究，
Ｅｍａｉｌ：ｚｌｂｌｕｅｂｉｒｄ＠１６３．ｃｏｍ
丹参ＳａｌｖｉａｍｉｌｔｉｏｒｈｉｚａＢｕｎｇｅ为唇形科鼠尾草属
多年生草本植物，因其根色红且形状似参而得名［１］；
具有祛瘀止痛、活血通经、清心除烦的功效，近来研究
发现其在治疗心血管疾病方面疗效显著；入药部分为
其干燥根及根茎，其化学成分主要包括脂溶性丹参酮
类化合物和水溶性多聚酚酸类化合物。
有研究表明，丹参酮类化合物为二萜醌结构，由
类异戊二烯代谢途径产生，其前体物质为?牛儿基
?牛儿基焦磷酸（ｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ，ＧＧ
ＰＰ），其进一步的具体过程目前仍不清楚［２３］。ＧＧ
ＰＰ由 ＧＧＰＰ合酶（ｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅｓｙｎ
ｔｈａｓｅ，ＧＧＰＳ，ＥＣ ２５１２９）以 ＩＰＰ（ｉｓｏｐｅｎｔｅｎｙｌ
ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）和 ＦＰＰ（ｆａｒｎｅｓｙｌｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）为底物催
化合成，而后参与赤霉素、类胡萝卜素、二萜类化合
物等诸多化合物的合成，是初生代谢和次生代谢不
同途径的分枝点，因此，ＧＧＰＳ可以调节碳流［４］。鉴
于此，本研究将这一位于代谢分枝点的前体合酶作
为研究目标，根据ＧＧＰＳ的保守区域设计简并引物，
通过同源扩增的方法钓取了丹参１个 ＧＧＰＳ基因，
并对其进行了一系列的研究。
１ 材料
１．１ 植物 陕西商洛天士力药材基地２００６年丹参
种子，中国科学院植物研究所种植。
１．２ 菌株 大肠杆菌 ＤＨ５α为中科院植物所信号
中心漆小泉研究员组保存。
１．３ 试剂 ＥｘＴａｑ（ＴａＫａＲａ），ｒＴａｑ（ＴａＫａＲａ），Ｓｕ
ｐｅｒｓｃｒｉｐｔＩＲｅｖｅｒｓｅＴｒａｎｓｃｒｉｐｔ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ），Ｐｏｗｅｒ
ｓｃｒｉｐｔＲｅｖｅｒｓｅＴｒａｎｓｃｒｉｐｔ（Ｃｌｏｎｔｅｃｈ），胶回收试剂盒
（中科瑞泰生物科技有限公司），ｐＧＥＭＴＥａｓｙｖｅｃｔｏｒ
试剂盒（Ｐｒｏｍｅｇａ），２×ＴａｑｐｌｕｓＰＣＲＭａｓｔｅｒＭｉｘ（天
根生化科技有限公司），质粒提取试剂盒（北京三博
远志生物有限公司），其他试剂为国产分析纯。
２ 方法
２．１ ＲＮＡ的提取 参见参考文献［５］方法。
２．２ ＤＮＡ的提取 ＣＴＡＢ法提取总ＤＮＡ。
２．３ 引物设计与合成 序列见表１，均由上海生工
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生物工程技术服务公司合成。
表１ 所用引物序列
引物用途 引物名称 引物序列
ＧＧＰＳ简并引物 Ｆ１ ＧＡＹＧＡＹＣＴＮＣＣＮＴＧＹＡＴＧＧＡ
Ｒ１ ＡＴＲＴＣＲＴＣＭＡＣＨＡＣＹＴＧＲＡＡ
Ｆ２ ＣＡＹＡＣＢＡＴＧＴＣＩＹＴＭＲＴＩＣＡ
Ｒ２ ＴＩＡＣＲＴＣＲＡＧＡＡＴＲＴＣＲＴＣＨＡ
３′ＲＡＣＥ ＧＧＰＳＧＳＰＦ１ＡＡＴＣＡＣＡＡＧＧＴＣＴＴＣＧＧＣＧ
ＧＧＰＳＧＳＰＦ２ＧＡＴＧＣＴＣＴＧＴＴＧＧＣＴＴＴＣ
５′ＲＡＣＥ ＧＧＰＳＧＳＰＲ ＧＣＴＴＣＣＡＣＣＴＣＣＣＡＡＡＡＴＡＧＣＣＣＣＣ
表达谱分析 ＡＣＴＩＮＦ ＣＣＴＣＡＴＧＣＣＡＴＣＣＴＣＣＧＴＣＴＴＧ
ＡＣＴＩＮＲ ＧＣＡＡＧＡＡＴＧＧＡＡＣＣＡＣＣＧＡＴＣ
ＧＧＰＳＥｘｐＦ ＣＴＡＴＧＡＡＴＣＴＧＧＴＧＧＡＴＧＣＧＴＧ
ＧＧＰＳＥｘｐＲ ＧＴＣＴＡＡＣＣＣＴＡＣＧＴＴＴＧＣＡＴＣＧ
基因结构分析 ＧＧＰＳＵＴＲＦＣＧＡＡＣＴＣＴＴＡＧＣＴＣＡＡＡＡＡＣＣＡＡＣ
ＧＧＰＳＵＴＲＲＣＡＣＣＡＡＡＣＴＴＴＴＣＡＴＴＡＧＣＡＧＣ
２．４ ＧＧＰＳ序列的获得 ＲＴ参照Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ反转录
酶说明书。简并引物和特异引物见表 １。第 １轮
ＰＣＲ反应体系为 １０μＬｃＤＮＡ产物，２μＬ１０×
ＥｘＴａｑＢｕｆｅｒ，１６μＬｄＮＴＰ，简并引物Ｆ２和Ｒ２终浓
度０５μｍｏｌ·Ｌ－１，０３μＬＥｘＴａｑ，终体积为２０μＬ；
反应条件９５℃ 预变性５ｍｉｎ，然后进行２０个循环：
９４℃ １ｍｉｎ，３０℃ ３ｍｉｎ，７２℃ １ｍｉｎ，循环结束后
７２℃延伸１０ｍｉｎ。第２轮ＰＣＲ反应体系为：第１轮
ＰＣＲ产物１０μＬ，２０μＬ１０×ＥｘＴａｑＢｕｆｅｒ，１６μＬ
ｄＮＴＰ，简并引物 Ｆ１和 Ｒ１终浓度 ０５μｍｏｌ·Ｌ－１，
０３μＬＥｘＴａｑ，终体积为２０μＬ；反应条件９５℃预变
性５ｍｉｎ，然后进行３５个循环：９４℃ １ｍｉｎ，３０℃ ３
ｍｉｎ，７２℃ ５０ｓ，最后７２℃延伸１０ｍｉｎ。回收２次
ＰＣＲ产物，连接、转化，蓝白斑筛选，测序。根据测
序结果设计特异引物，ＲＡＣＥＰＣＲ参照 Ｃｌｏｎｔｅｃｈ
ＳｍａｒｔＲＡＣＥ试剂盒方法。ＰＣＲ产物回收参照中科
瑞泰“胶回收试剂盒”；ＤＮＡ连接参照 ｐＧＥＭＴＥａｓｙ
ｖｅｃｔｏｒ试剂盒；热激转化 ＤＨ５α感受态细胞；三博远
志公司测序。
２．５ ＧＧＰＳ生物信息学分析 将测序结果在 Ｇｅｎ
Ｂａｎｋ中进行同源搜索；采用 ＮＣＢＩ的 ＯＲＦＦｉｎｄｅｒ
（ｈｔｐ：／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ｇｏｒｆ／ｇｏｒｆ．ｈｔｍｌ）确定
该基因的开放读码框；Ｐｒｏｓｉｔｅ软件（ｈｔｐ：／ｕｓ．ｅｘ
ｐａｓｙ．ｏｒｇ／ｐｒｏｓｉｔｅ／）在线 分 析 该 蛋 白 质 的 基 本
结构域。
用ＭＥＧＡ４０将推导的氨基酸序列与其他不同
物种来源的 ＧＧＰＳ进行多序列同源比对，构建进化
树，作出进化上相互关系的预测。用 ＴａｒｇｅｔＰ１１
（ｈｔｐ：／ｗｗｗ．ｃｂｓ．ｄｔｕ．ｄｋ／ｓｅｒｖｉｃｅｓ／ＴａｒｇｅｔＰ／）在线分
析ＧＧＰＳ蛋白质的信号肽序列。
２．６ 丹参ＧＧＰＳ表达谱分析 以丹参 ａｃｔｉｎ作内参
（参见 ＮＣＢＩａｃｃｅｓｓｉｏｎｎｕｍｂｅｒＤＱ２４３７０２序列），采
用半定量ＲＴＰＣＲ检测 ＧＧＰＳ基因在丹参不同时期
和组织中的表达情况。分别提取第１对真叶期植株
的根（ｙｏｕｎｇｒｏｏｔ）、叶（ｙｏｕｎｇｌｅａｆ），花期植株根（ｍａ
ｔｕｒｅｒｏｏｔ）、茎（ｍａｔｕｒｅｓｔｅｍ）、叶（ｍａｔｕｒｅｌｅａｆ）、成花
（ｆｌｏｗｅｒ）、花蕾（ｂｕｄ）的 ＲＮＡ；ＲＴ同上；ＰＣＲ反应体
系２０μＬ：１０×Ｔａｑｂｕｆｅｒ２０μＬ，２５ｍｍｏｌ·Ｌ－１
ｄＮＴＰ１６μＬ，２μｍｏｌ·Ｌ－１引物１２μＬ，ｒＴａｑ（５Ｕ·
μＬ－１）０１μＬ，ｃＤＮＡ模板量根据 ａｃｔｉｎ归一化结果
取，ｄｄＨ２Ｏ补齐 ２０μＬ；ＰＣＲ反应条件为９４℃预变
性３ｍｉｎ，然后进行３０个循环：９４℃ ３０ｓ，５５℃ ３０
ｓ，７２℃ ３５ｓ，最后７２℃延伸５ｍｉｎ。
２．７ 丹参 ＧＧＰＳ基因结构分析 用 ＧＧＰＳＵＴＲＦ
和ＧＧＰＳＵＴＲＲ作引物，以丹参 ＤＮＡ为模板，ＰＣＲ
反应体系：１００ｎｇＤＮＡ，引物终浓度０２μｍｏｌ·Ｌ－１，
１０μＬ２×ＴａｑＰｌｕｓＭａｓｔｅｒＭｉｘ，终体积２０μＬ；反应条
件：９４℃预变性３ｍｉｎ，然后进行３０个循环：９４℃
３０ｓ，５３℃ ３０ｓ，７２℃ １ｍｉｎ２０ｓ，最后７２℃延伸５
ｍｉｎ。切胶回收，连接克隆，测序，结果与ｃＤＮＡ序列
比较。
３ 结果
３．１ 丹参ＧＧＰＳ序列的获得及序列分析 利用简
并引物，通过 ＲＴＮＥＳＴＰＣＲ，获得１条与设计引物
时所选片段大小相符的４２２ｂｐ核心序列；设计特异
引物，用ＲＡＣＥＰＣＲ技术最终获得１２９８ｂｐ的全长
序列。通过ＯＲＦＦｉｎｄｅｒ寻找该基因的开放读码框，
结果显示在１３６～１２３０ｂｐ有１个１０９５ｂｐ的ＯＲＦ
框，推断其编码３６４个氨基酸。由ＤＮＡＭＡＮ软件推
算该编码蛋白的相对分子质量为３８９８６６，等电点
为６２９（图１）。
通过Ｐｒｏｓｉｔｅ数据库分析这一推导蛋白质的结
构位点，发现１４９～１６５ａａ和２８２～２９４ａａ位分别是
２个多聚异戊二烯基合成酶的特异序列 ＬＩｈＤＤｌｐｃ
ｍＤｎｄｄｌＲＲＧ和ＩＧｌＦＱＶｖＤＤＩｌＤ（图２）。
用ＴａｒｇｅｔＰ１１在线分析此推导蛋白质的信号
肽序列，显示该序列 Ｎ端５２个氨基酸为信号肽序
列，可能定位于叶绿体或其他质体中。
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图１ 丹参ＧＧＰＳｃＤＮＡ及其推导的氨基酸序列
图２ 丹参ＧＧＰＳ推断氨基酸序列的特征性
保守区域及信号肽区域
３．２ 丹参ＧＧＰＳ同源性分析 将此基因 ＯＲＦ序列
通过ＢｌａｓｔＮ在线比较，结果显示该序列其与已报道
的ＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａＧＧＰＳ１（ＮＭ＿１１９８４５），ＧＧＰＳ２
（ＮＭ＿１２７９４３），ＧＧＰＳ３（ＮＭ＿１１２３１５），Ｎｉｃｏｔｉａｎａａｔ
ｔｅｎｕａｔａＧＧＰＳ（ＥＦ３８２６２６），ＨｅｌｉａｎｔｈｕｓａｎｎｕｕｓＧＧＰＳ
（ＡＦ０２００４１），ＧｅｎｔｉａｎａｌｕｔｅａＧＧＰＳ（ＡＢ０２８６６７），Ｓｏ
ｌａｎｕｍｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍＧＧＰＳ２（ＤＱ２６７９０３）的一致性分
别达到７２％，６７％，６９％，８０％，７４％，６５％，８０％；结
合前面分析得到的其所具有的２个多聚异戊二烯基
合成酶的特异序列，可以断定本实验所获得 ｃＤＮＡ
序列编码的应是 ＧＧＰＰ合酶蛋白，因此将该基因命
名为ＳｍＧＧＰＳ１。
用ＭＥＧＡ４０将推导的氨基酸序列与其他不同
物种来源的 ＧＧＰＳ氨基酸序列比对，构建的进化树
表明（图３）：ＳｍＧＧＰＳ１属于植物ＧＧＰＰ合酶分支；在
进化关系上，它与已报道的辣椒 Ｃａｐｓｉｃｕｍａｎｎｕｕｍ
ＧＧＰＳ、西红柿 ＳｏｌａｎｕｍｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍＧＧＰＳ２、向日葵
ＨｅｌｉａｎｔｈｕｓａｎｎｕｓＧＧＰＳ和黄龙胆 Ｇｅｎｔｉａｎａｌｕｔｅａ
ＧＧＰＳ比较近。
３．３ 丹参ＧＧＰＳ１表达谱分析 ＲＴＰＣＲ半定量分
析结果表明：该基因在幼嫩的根（ｙｏｕｎｇｒｏｏｔ）、叶
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第３４卷第２１期
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拟南芥 Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ．ＡＲＡＴＨ ＧＧＰＳ１（Ｐ３４８０２），
ＡＲＡＴＨＧＧＰＳ２（Ｏ０４０４６），ＡＲＡＴＨ ＧＧＰＳ３（Ｑ９ＬＵＤ９），ＡＲＡＴＨ
ＧＧＰＳ４（Ｑ９ＳＬＧ２），ＡＲＡＴＨＧＧＰＳ６（Ｏ２２０４３）；辣椒Ｃａｐｓｉｃｕｍａｎｎｕ
ｕｍ．ＣＡＰＡＮ（Ｐ８００４２）；烟 草 Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ａｔｅｎｕａｔａ． ＮＩＣＡＴ
（ＡＢＱ５３９３５）；西 红 柿 Ｓｏｌａｎｕｍ ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍ．ＳＯＬＬＣ ＧＧＰＳ１
（Ｑ１Ａ７ＴＯ），ＳＯＬＬＣＧＧＰＳ２（Ｑ１Ａ７Ｓ９）；向日葵 Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓａｎｎｕｓ．
ＨＥＬＡＮ（Ｏ８１０９９）；黄龙胆Ｇｅｎｔｉａｎａｌｕｔｅａ．ＧＥＮＬＵ（ＡＢ０２８６６７）；曼
地亚红豆杉Ｔａｘｕｓｍｅｄｉａ．ＴＡＸＸＭ（Ｑ６Ｑ２９１）；魏氏原壁菌Ｐｒｏｔｏｔｈｅ
ｃａｗｉｃｋｅｒｈａｍｉ．ＰＲＯＷＩ（ＡＡＶ６５３８３）；莱茵衣藻Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓｒｅ
ｉｎｈａｒｄｔｉ．ＣＨＬＲＥ（ＸＰ＿００１７０３１６９）；海滨蓝藻菌Ａｃａｒｙｏｃｈｌｏｒｉｓｍａｒｉ
ｎａＭＢ２Ｃ１１０１７．ＡＣＡＭＡ（ＹＰ＿００１５１９１４３）；聚球藻 Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ
ｓｐ．ｃｃ９３１１．ＳＹＮＳＣ（ＡＢＩ４５７７３）；嗜酸热硫化叶菌Ｓｕｌｆｏｌｏｂｕｓａｃｉｄｏ
ｃａｌｄａｒｉｕｓ．ＳＵＬＡＣ（Ｐ３９４６４）；硫磺矿硫化叶菌Ｓｕｌｆｏｌｏｂｕｓｓｏｌｆａｔａｒｉｃｕｓ．
ＳＵＬＳＯ（Ｐ９５９９９）；结核分支杆菌 ＭｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓＨ３７ＲＶ．
ＭＹＣＴＵ（ＮＰ＿２１６６８９）；谷氨酸棒杆菌 Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ
ＡＴＣＣ１３０３２．ＣＯＲＧＬ（ＮＰ＿６０１３７６）；藤仓赤霉菌 Ｇｉｂｂｅｒｅｌａｆｕｊｉｋｕｒｏｉ．
ＧＩＢＦＵ（ＣＡＡ７５５６８）；酿酒酵母 Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ．ＳＡＣＣＥ
（ＡＡＡ８３２６２）；树干毕赤酵母Ｐｉｃｈｉａｓｔｉｐｉｔｉｓ．ＰＩＣＳＴ（ＸＰ＿００１３８４８１４）；
构巢裸胞壳Ｅｍｅｒｉｃｅｌａｎｉｄｕｌａｎｓ．ＥＭＥＮＩ（Ｑ８７４Ｉ１）；黑腹果蝇Ｄｒｏｓｏｐｈ
ｉｌａｍｅｌａｎｏｇａｓｔｅｒ．ＤＲＯＭＥ（ＡＡＣ０５２７３）；埃及斑蚊Ａｅｄｅｓａｅｇｙｐｔｉ．ＡＥ
ＤＡＥ（ＥＡＴ４２５４３）；热带爪蟾Ｘｅｎｏｐｕｓｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ．ＸＥＮＴＲ（Ｑ２８ＧＺ４）；斑
马鱼 Ｄａｎｉｏｒｅｒｉｏ．ＤＡＮＲＥ（Ｑ７ＺＴＹ０）；人 Ｈｏｍｏｓａｐｉｅｎｓ．ＨＵＭＡＮ
（Ｏ９５７４９）；小鼠Ｍｕｓｍｕｓｃｕｌｕｓ．ＭＯＵＳＥ（Ｑ９ＷＴＮ０）；大鼠Ｒａｔｕｓｎｏｒｖｅ
ｇｉｃｕｓ．ＲＡＴ（Ｑ６Ｆ５９６）。
图３ ＧＧＰＳ进化树
（ｙｏｕｎｇｌｅａｆ），成熟期（花期）根（ｍａｔｕｒｅｒｏｏｔ）、茎（ｍａ
ｔｕｒｅｓｔｅｍ）、叶（ｍａｔｕｒｅｌｅａｆ）、花蕾（ｂｕｄ）及成花（ｆｌｏｗ
ｅｒ）中均有表达，尤以花期叶片中的表达最强（图４）。
３．４ 丹参 ＧＧＰＳ１基因结构分析 从丹参 ＤＮＡ中
扩增得到的 ＧＧＰＳ１序列比其 ｃＤＮＡ多１个３９７ｂｐ
的内含子（图５）。
１．幼嫩叶；２．幼嫩根；３．花期根；４．花期茎；
５．花期叶；６．成花；７．花蕾。
图４ ＳｍＧＧＰＳ１表达谱分析
图５ ＳｍＧＧＰＳ１基因结构示意图
４ 讨论
ＧＧＰＳ是一种普遍存在与植物、动物和细菌中
的异戊二烯焦磷酸合酶，在序列结构上具有５个高
度保守区域，这也是本研究可以用同源扩增的方法
获得目的序列的依据。本研究首次获得了１个丹参
ＧＧＰＰ合酶基因，并对它进行了一系列的分析，将分
析结果与已有的文献报道相联系，可以发现①生物
信息学分析的信号肽结果与表达谱分析结果均提示
该基因可能定位于质体（叶片的叶绿体和根的白色
质体），这与已经报道的拟南芥 ＧＧＰＳ１，ＧＧＰＳ３基因
相似。②序列分析表明，在拟南芥中已发现的
ＧＧＰＳ１，ＧＧＰＳ４，ＧＧＰＳ６基因没有插入序列，而
ＧＧＰＳ３基因在 ６３１～７３９位有 １个 １０８ｂｐ的内含
子，而红豆杉Ｔａｘｕｓｍｅｄｉａ、辣椒Ｃａｐｓｉｃｕｍａｎｎｕｕｍ等
植物所报道的 ＧＧＰＳ基因均无内含子插入，在这一
点上，丹参 ＧＧＰＳ１基因与拟南芥 ＧＧＰＳ３基因很相
似，而与其他已报道的植物ＧＧＰＳ基因则不同。
一般认为二萜类化合物以质体来源ＧＧＰＰ为前
体，在拟南芥中已证明，质体定位的 ＧＧＰＳ１，ＧＧＰＳ３
蛋白为赤霉素、类胡萝卜素、脱落酸和叶绿素等物质
的合成提供 ＧＧＰＰ前体［６］；在构建的进化树中，与
ＳｍＧＧＰＳ１进化关系较近的辣椒和黄龙胆 ＧＧＰＳ被
证明分别在果实成熟期和花发育过程中提供类胡萝
卜素的合成前体［７８］；番茄 ＧＧＰＳ２在果实和花中表
达丰富［９］，很可能也是参与类胡萝卜素的合成；在
光混合营养型 ＨＳ３向日葵细胞中，ＧＧＰＳ可能为生
育酚的合成提供前体［９］；烟草中得到的 ＧＧＰＳ则为
烟草抗虫（烟草天蛾）物质 ＨＧＬＤＴＧｓ（１７ｈｙｄｒｏｘｙ
ｇｅｒａｎｙｌｉｎａｌｏｏｌｄｉｔｅｒｐｅｎｏｉｄｇｌｙｃｏｓｉｄｅｓ）的合成提供前
体［１０］。综上所述，结合 ＳｍＧＧＰＳ１在叶片中的强表
达结果，可以推测该基因可能至少参与到叶片中叶
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第３４卷第２１期
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绿素的合成，在其他没有叶绿体的器官，如花的色素
体和根的白色质体中，它则可能为类胡萝卜素和／或
赤霉素的合成；又因为具有药用价值的丹参酮类化
合物具有二萜生源，因此，不排除该基因亦参与或调
节此类物质合成的可能性；这些推测都需要进一步
实验确证。
［参考文献］
［１］ 冯玲玲，周吉源．丹参的研究现状与应用前景［Ｊ］．中国野生
植物资源，２００４，２３（２）：４．
［２］ 王倩，王?之．生物技术在丹参脂溶性化合物生物合成上的
研究进展［Ｊ］．中药研究与信息，２００５，７（４）：１７．
［３］ ＧｅＸｉｕｃｈｕｎ，ＷｕＪｉａｎｙｏｎｇ．Ｔａｎｓｈｉｎｏｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｉｓｏｐｒｅｎｏｉｄ
ｐａｔｈｗａｙｓｉｎＳａｌｖｉａｍｉｌｔｉｏｒｈｉｚａｈａｉｒｙｒｏｏｔｓｉｎｄｕｃｅｄｂｙＡｇ＋ ａｎｄ
ｙｅａｓｔｅｌｉｃｉｔｏｒ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＳｃｉ，２００５，１６８：４８７．
［４］ ＬａｓｋａｒｉｓＧ，ＢｏｕｎｋｈａｙＭ，ＴｈｅｏｄｏｒｉｄｉｓＧ，ｅｔａｌ．Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎｏｆｇｅｒ
ａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｔａｘａｎｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
ｉｎＴａｘｕｓｂａｃｃａｔａｃｅｌｃｕｌｔｕｒｅｓａｆｔｅｒｅｌｉｃｉｔａｔｉｏｎｂｙｍｅｔｈｙｌｊａｓｍｏｎａｔｅ
［Ｊ］．ＰｌａｎｔＳｃｉ，１９９９，１４７：１．
［５］ ＭｅｉｓｅｌＬ，ＦｏｎｓｅｃａＢ，ＧｏｎｚａｌｅｚＳ，ｅｔａｌ．Ａｒａｐｉｄａｎｄｅｆｉｃｉｅｎｔｍｅｔｈ
ｏｄｆｏｒｐｕｒｉｆｙｉｎｇｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｔｏｔａｌｒｎａｆｒｏｍｐｅａｃｈｅｓ（Ｐｒｕｎｕｓｐｅｒｓｉｃａ）
ｆｏｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｅｎｏｍｉｃｓａｎａｌｙｓｅｓ［Ｊ］．ＢｉｏｌＲｅｓ，２００５，３８：８３．
［６］ ＯｋａｄａＫ，ＳａｉｔｏＴ，ＮａｋａｇａｗａＴ，ｅｔａｌ．Ｆｉｖｅｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌ
ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅｓｅｘｐｒｅｓｓｅｄｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓａｒｅｌｏｃａｌｉｚｅｄ
ｉｎｔｏｔｈｒｅｅｓｕｂｃｅｌｕｌａｒｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔｓｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ
Ｐｈｙｓｉｏｌ，２０００，１２２：１０４５．
［７］ ＫｕｎｔｚＭ，ＲｏｍｅｒＳ，ＳｕｉｒｅＣ，ｅｔａｌ．ＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｃＤＮＡｆｏｒ
ｔｈｅｐｌａｓｔｉｄｌｏｃａｔｅｄｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅｆｒｏｍ
Ｃａｐｓｉｃｕｍａｎｎｕｕｍ：ｃｏｒｅｌａｔｉｖｅｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄ
ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｌｅｖｅｌｄｕｒｉｎｇｆｒｕｉｔｒｉｐｅｎｉｎｇ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＪ，１９９２，２：２５．
［８］ ＺｈｕＣ，ＹａｍａｍｕｒａＳ，ＫｏｉｗａＨ，ｅｔａｌ．ｃＤＮＡｃｌｏｎｉｎｇａｎｄｅｘｐｒｅｓ
ｓｉｏｎｏｆｃａｒｏｔｅｎｏｇｅｎｉｃｇｅｎｅｓｄｕｒｉｎｇｆｌｏｗｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎＧｅｎｔｉ
ａｎａｌｕｔｅａ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＭｏｌＢｉｏｌ，２００２，４８：２７７．
［９］ ＦａｃｈｅｃｈｉＣ，ＮｉｓｉＲ，ＧａｌａＲ，ｅｔａｌ．Ｔｏｃｏｐｈｅｒｏｌｂｉｏｓｙｎｔｅｓｉｓｉｓｅｎ
ｈａｎｃｅｄｉｎｐｈｏｔｏｍｉｘｏｔｒｏｐｈｉｃｓｕｎｆｌｏｗｅｒｃｅｌｃｕｌｔｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ
ＣｅｌＲｅｐ，２００７，２６：５２５．
［１０］ ＪａｓｓｂｉＡＲ，ＧａｓｅＫ，ＨｅｔｅｎｈａｕｓｅｎＣ，ｅｔａｌ．Ｓｉｌｅｎｃｉｎｇｇｅｒａ
ｎｙｌｇｅｒａｎｙｌｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅｉｎＮｉｃｏｔｉａｎａａｔｅｎｕａｔｅｄｒａｍａｔｉｃ
ａｌｙｉｍｐａｉｒｓｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｔｏｂａｃｃｏｈｏｒｎｗｏｒｍ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌ，
２００８，１４６：９７４．
Ｃｌｏｎｉｎｇａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅ
ｇｅｎｅｏｆＳａｌｖｉａｍｉｌｔｉｏｒｒｈｉａ
ＺＨＡＮＧＬｅｉ１，ＤＡＩＺｈｕｂｏ３，ＣＵＩＧｕａｎｇｈｏｎｇ３，ＣＨＥＮＧＹｉｙｏｎｇ１，ＱＩＸｉａｏｑｕａｎ２，ＧＡＯＺｈｉｘｉａｎ１
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＨｙｇｉｅｎｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｅｄｉｃｉｎｅ，ＡｃａｄｅｍｙｏｆＭｉｌｉｔａｒｙＭｅｄｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００５０，Ｃｈｉｎａ；
２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢｏｔａｎｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９３，Ｃｈｉｎａ；
３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭａｔｅｒｉａＭｅｄｉｃａ，ＡｃａｄｅｍｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００７００，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：ＴｏｏｂｔａｉｎｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅｇｅｎｅｏｆＳａｌｖｉａｍｉｌｔｉｏｒｈｉｚａ，ａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃ
ａｎｄｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｃｌｏｎｅｄＳｍＧＧＰＳ１ｇｅｎｅ．Ｍｅｔｈｏｄ：Ｔｈｅｄｅｇｅｎｅｒａｔｅｐｒｉｍｅｒｓｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｓｅｒ
ｖａｔｉｖｅｒｅｇｉｏｎｓｏｆＧＧＰＳｐｒｏｔｅｉｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓｆｒｏｍｐｕｂｌｉｃｄａｔａｂａｓｅｓ．ＴｈｅｔａｒｇｅｔｇｅｎｅｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｒｏｏｔｏｆＳ．ｍｉｌｔｉｏｒｈｉｚａｂｙｕｓｅｏｆｈｏ
ｍｏｌｏｇｏｕｓｃＤＮＡａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＲＡＣＥｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．ＴｈｅｓｅｑｕｅｎｃｅａｌｉｇｎｍｅｎｔｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｕｓｉｎｇＢＬＡＳＴ．Ｔｈｅｏｐｅｎｒｅａｄｉｎｇｆｒａｍｅ
ｗａｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｂｙｕｓｅｏｆｔｈｅＯＲＦＦｉｎｄｅｒ．ＴｈｅｐｒｏｔｅｉｎｄｏｍａｉｎｓｗｅｒｅｄｅｆｉｎｅｄｂｙｕｓｅｏｆＰｒｏｓｉｔｅｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｔｈｅｓｉｇｎａｌｐｅｐｔｉｄｅｓｅｑｕｅｎｃｅ
ｗａｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄｂｙＴａｒｇｅｔＰ１．１．ＭＥＧＡ４．０ｗａｓｕｓｅｄｔｏｃｏｎｄｕｃｔｍｕｌｔｉｐｌｅａｍｉｎｏａｃｉｄｓｅｑｕｅｎｃｅａｌｉｇｎｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ
ｔｒｅｅ．Ｒｏｏｔｓａｎｄｌｅａｖｅｓａｔｔｈｅｓｅｅｄｌｉｎｇｓｓｔａｇｅａｎｄｒｏｏｔｓ，ｓｔｅｍｓ，ｌｅａｖｅｓ，ｂｕｄｓａｎｄｆｌｏｗｅｒｓｉｎｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅｗｅｒｅｓａｍｐｌｅｄｆｏｒｔｒａｎ
ｓｃｒｉｐｔａｎａｌｙｓｉｓ．ＳｅｍｉｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅＲＴＰＣＲｗａｓｕｓｅｄｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｌｅｖｅｌ．ＴｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅｇｅｎｅｏｆＧＧＰＳｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍ
Ｓ．ｍｉｌｔｉｏｒｈｉｚａｇｅｎｏｍｉｃＤＮＡｂｙＰＣＲｕｓｉｎｇｔｈｅｃＤＮＡｄｅｒｉｖｅｄｓｐｅｃｉｆｉｃｐｒｉｍｅｒ．ＴｈｅｇｅｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＧＧＰＳｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
ｏｆｔｈｅｇｅｎｏｍｉｃＤＮＡａｎｄｉｔｓｃＤＮＡ．Ｒｅｓｕｌｔ：Ｔｈｅｏｂｔａｉｎｅｄ１２９８ｂｐＳｍＧＧＰＳ１ｃＤＮＡｓｅｑｕｅｎｃｅｃｏｎｔａｉｎｓａｎ１０９５ｂｐＯＲＦ，ｅｎｃｏｄｉｎｇ
３６４ａｍｉｎｏａｃｉｄｓ．Ｉｔｉｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄｔｈａｔｉｔｈａｓａｐｌａｓｔｉｄｔａｒｇｅｔｉｎｇｓｉｇｎａｌｐｅｐｔｉｄｅｏｆａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ５２ａｍｉｎｏａｃｉｄａｔｔｈｅＮｔｅｒｍｉｎａｌｅｎｄ．Ｉｔ
ｉｓｔｏｂｅｌｉｅｖｅｔｈａｔｔｈｉｓｉｓｔｈｅｐｏｌｙｐｒｅｎｙｌｓｙｎｔｈｅｔａｓｅｓｉｇｎａｔｕｒｅ，ａｎｄｎｕｃｌｅｉｃａｃｉｄｓｅｑｕｅｎｃｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｒｅｖｅａｌｅｄｔｈａｔＳｍＧＧＰＳ１ＯＲＦｈａｓ
ｍｏｒｅｔｈａｎ６０％ ｉｄｅｎｔｉｔｙｔｏｔｈｅｒｅｐｏｒｔｅｄＧＧＰＳ．ＲＴＰＣＲｓｅｍｉｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｅｓｉｎｔｈｅａｌｔｅｓｔｅｄｔｉｓ
ｓｕｅｓ，ａｎｄｗｉｔｈｍｕｃｈｈｉｇｈｅｒｌｅｖｅｌｏｆｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｔｈｅｌｅａｖｅｓｉｎｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ．ＳｍＧＧＰＳ１ｈａｓａ３９７ｂｐｉｎｔｒｏｎ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：Ｆｏｒ
ｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅｔｈｅｃｌｏｎｉｎｇｏｆｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅｇｅｎｅｆｒｏｍＳ．ｍｉｌｔｉｏｒｈｉｚａｗａｓｒｅｐｏｒｔｅｄ，ａｎｄｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓａｇｏｏｄｂａｓｉｓｆｏｒ
ｆｕｒｔｈｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｓｔｕｄｙｏｆＳｍＧＧＰＳ１．
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ Ｓａｌｖｉａｍｉｌｔｉｏｒｈｉｚａ；ｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅ
［责任编辑 吕冬梅］
·８０７２·
第３４卷第２１期
２００９年１１月
Ｖｏｌ．３４，Ｉｓｓｕｅ ２１
Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２００９