Functional characterization of an anthocyanidin reductase gene from the fibers of upland cotton (Gossypium hirsutum)
Functional characterization of an anthocyanidin reductase gene from the fibers of upland cotton (Gossypium hirsutum)
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陆棉（Gossypium hirsutum）纤维花青素还原酶基因的功能特征
DOI：
10.1007/s00425-014-2238-4
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发表时间：
2015-01
期刊：
影响因子：
4.3
通讯作者：
Deyu Xie
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yue Zhu;Haiyun Wang;Qingzhong Peng;Yuntao Tang;Guixian Xia;Jiahe Wu;Deyu Xie
主要结论代谢谱、基因克隆、酶分析、异位表达和基因沉默实验表明花青素还原酶（ANR）途径参与陆地棉原花青素的生物合成。原花青素（PA）是低聚或聚合的flavan-3-ols，但棉花PAs的生物合成途径仍有待阐明。在这里，我们报道了来自棉纤维的花青素还原酶（ANR）基因和 PA 的 ANR 途径。植物化学分析表明，叶、茎、根和早期发育的纤维产生 PA 及其单体，包括 (−)-表儿茶素、(−)-儿茶素、(−)-表没食子儿茶素和 (−)-没食子儿茶素。从不同组织中提取的粗 PA 在丁醇：HCl 中煮沸。产生了花青素、飞燕草素和天竺葵素，表明棉花 PA 包含多种延伸单元结构。从发育中的纤维中克隆了 ANRcDNA 同源物（命名为 GhANR1）。开放阅读框由 1,011 bp 核苷酸组成，在大肠杆菌中表达。大肠菌获得重组蛋白。在 NADPH 存在下，重组酶分别催化花青素、飞燕草素和天竺葵素生成 (−)-表儿茶素和 (−)-儿茶素、(−)-表没食子儿茶素和 (−)-没食子儿茶素、以及 (−)-表儿茶素和 (−)-afzelechin。 GhANR11 在拟南芥ban 突变体中的异位表达允许在种皮中重建 ANR 途径和 PA 生物合成。 GhANR11 的病毒诱导基因沉默 (VIGS) 导致 VIGS 感染植物的茎和叶中花青素显着增加，而 PA、(−)-表儿茶素和 (−)-儿茶素减少。综上所述，这些数据表明 ANR 途径有助于棉花中黄烷-3-醇和 PA 的生物合成。
Main conclusionMetabolic profiling, gene cloning, enzymatic analysis, ectopic expression, and gene silencing experiments demonstrate that the anthocyanidin reductase (ANR) pathway is involved in the biosynthesis of proanthocyanidins in upland cotton.Proanthocyanidins (PAs) are oligomeric or polymeric flavan-3-ols, however, the biosynthetic pathway of PAs in cotton remains to be elucidated. Here, we report on an anthocyanidin reductase (ANR) gene from cotton fibers and the ANR pathway of PAs. Phytochemical analysis demonstrated that leaves, stems, roots, and early developing fibers produced PAs and their monomers, including (−)-epicatechin, (−)-catechin, (−)-epigallocatechin, and (−)-gallocatechin. Crude PA extractions from different tissues were boiled in Butanol:HCl. Cyanidin, delphinidin, and pelargonidin were produced, indicating that cotton PAs include diverse extension unit structures. AnANRcDNA homolog (namedGhANR1) was cloned from developing fibers. The open reading frame, composed of 1,011 bp nucleotides, was expressed inE. colito obtain a recombinant protein. In the presence of NADPH, the recombinant enzyme catalyzed cyanidin, delphinidin, and pelargonidin to (−)-epicatechin and (−)-catechin, (−)-epigallocatechin and (−)-gallocatechin, and (−)-epiafzelechin and (−)-afzelechin, respectively. The ectopic expression ofGhANR11in anArabidopsisbanmutant allowed for the reconstruction of the ANR pathway and PA biosynthesis in the seed coat. Virus-induced gene silencing (VIGS) ofGhANR11led to a significant increase in anthocyanins and a decrease in the PAs, (−)-epicatechin, and (−)-catechin in the stems and leaves of VIGS-infected plants. Taken together, these data demonstrate that the ANR pathway contributes to the biosynthesis of flavan-3-ols and PAs in cotton.
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影响因子：
3.7
作者：
Pang J;Zhu Y;Li Q;Liu J;Tian Y;Liu Y;Wu J
通讯作者：
Wu J
影响因子：
3.7
作者：
Tan J;Wang M;Tu L;Nie Y;Lin Y;Zhang X
通讯作者：
Zhang X
DOI：
--
发表时间：
2003
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
G. Tanner;K. Francki;S. Abrahams;J. Watson;P. Larkin;A. R. Ashton
通讯作者：
G. Tanner;K. Francki;S. Abrahams;J. Watson;P. Larkin;A. R. Ashton
DOI：
10.1107/s0907444909025013
发表时间：
2009-09-01
影响因子：
2.2
作者：
Gargouri, Mahmoud;Manigand, Claude;Gallois, Bernard
通讯作者：
Gallois, Bernard
DOI：
10.1016/b978-0-12-547150-3.50015-3
发表时间：
1989
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
M. Ashburner
通讯作者：
M. Ashburner