艾龙脑脱氢酶基因AArBDH1的克隆及功能鉴定

龙脑是艾(Artemisia argyi)叶中最重要的药效成分之一,具有抗菌、消炎及镇痛等药理活性.其生物合成和代谢受多种酶的影响,其中龙脑脱氢酶是将龙脑氧化为樟脑的关键酶之一.利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术测定了35份艾种质叶片中龙脑和樟脑的含量.结果表明,不同品种艾叶片中龙脑和樟脑含量差异较大,在部分种质中樟脑含量甚至超过了龙脑,说明大量的龙脑被氧化为樟脑后严重降低了艾叶中龙脑的含量.基于全长转录组和同源性比较分析,在艾叶中克隆到1个艾龙脑脱氢酶编码基因AArBDH1.AArBDH1基因含有2个外显子和1个内含子,编码包含289个氨基酸残基的蛋白.qRT-PCR分析表明,在艾不同组织和不同发育时期的叶片中AArBDH1呈差异表达,在茎和30天叶龄的叶片中高表达.以龙脑为底物、NAD+为辅酶的酶促反应表明,AArBDH1能催化龙脑脱氢生成樟脑.该研究为进一步揭示艾叶片中龙脑积累的调控和改进机制提供了理论依据和基因资源.