1
石斛兰 dfr 基因的克隆、序列分析及原核表达
潘丽晶
,张妙彬,范干群,陈伟庭,曹友培
(珠海市农业科学研究中心,广东 珠海 519070)
摘要:二氢黄酮醇 4-还原酶(DFR)在不同花色形成中起着关键作用.利用 RT-PCR 方法从石斛兰中
克隆出 dfr 基因,并命名为 Dendfr.该序列全长 1164bp,编码 352 个氨基酸.氨基酸序列分析发现,Den DFR
与3种兰科的 DFR 氨基酸序列同源性达 81-86%,与其他非兰科植物的 DFR 氨基酸同源性在 56-72%之间.
在Den DFR N-末端存在一个保守的 NADP 结合区,序列中存在 26 个氨基酸组成的底物特异结合区,其中
134 位氨基酸处存在特异的天冬酰胺 N 位点.将Dendfr 的编码区克隆到 pQE30 载体中,在大肠杆菌中高
效表达了该蛋白,为进一步研究石斛兰花色形成机制及改良花色的基因工程打下基础.
关键词:石斛兰;dfr 基因;克隆;序列分析;原核表达
Cloning,Sequencing and Prokaryotic Expression of dfr from Dendrobium
PAN Li-jing
, ZHANG Miao-bin, FAN Gan-qun, CHEN Wei-ting, CAO You-pei
(Zhuhai Agricultural Science Research Centre, Zhuhai, Guangdong 519070, China)
Abstract: Dihydroflavonol 4-Reductase (DFR) plays a key role in the formation of different floral color. By
using RT-PCR method, a dfr gene was cloned from Dendrobium and designated as Dendfr. The Dendfr gene was
1164bp in length and encoded 352 amino acid residues. Amino acid sequence analysis revealed that Den DFR
sequence share homologies of 81-86% with three species of orchid, and share homologies of 56-72% with the
other species. Den DFR protein contains a reserved NADP domain at the N-terminal and a specific 26 amino acid
region of substrate specificity with an asparagine (position 134). The encoding region of Dendfr was constructed
into pQE30 vector and effectively expressed the protein in E.coli. These will be helpful for studying molecular
mechanism of floral color formation and genetic improvement of the Dendrobium.
Key words: Dendrobium;dfr gene;cloning;sequence analysis;prokaryotic expression
二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)在不同花色形成中起着关键作用,它是将二氢黄酮醇转变为花色素反应
的第一个酶,这一反应需要还原型辅酶II(NADPH).由于不同物种的DFR对底物选择性不同,所以合成
不同的花色素,呈现各异的花色(图1).有些植物的DFR缺乏还原底物DHK活性,因而其花瓣缺少橙色,
如矮牵牛;相反,大丁草DFR能够还原DHK,使花瓣产生橙色(Elomaa et al., 1995).
不同物种的DFR氨基酸序列在很多区域有较高的同源性,例如:DFR与NADP结合位点是高度保守的,
富含甘氨酸G(Lacombe et al., 1997; Johnson et al., 1999);DFR存在26个氨基酸组成的底物特异结合区,其

下一页