牛耳枫查尔酮合成酶基因克隆与生物信息学分析

doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2026.05.031

湖北农业科学 ›› 2026, Vol. 65 ›› Issue (5): 205-213.doi: 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2026.05.031

牛耳枫查尔酮合成酶基因克隆与生物信息学分析

崔文浩^1,2, 张玉秀¹, 吴海莹¹, 张俊娜^1,2, 叶钰玲^1,2, 曾艳^1,2, 冯梦莲^1,2, 田建平²

1.中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所海南分所/海南省南药资源保护与开发重点实验室,海口 570311;
2.海南医科大学药学院,海口 571199

收稿日期:2025-04-27 出版日期:2026-05-25 发布日期:2026-05-26
通讯作者: 田建平（1972-）,男,湖南澧县人,教授,博士,主要从事热带药用资源的开发与利用研究,（电子信箱）hy0207060@hainmc.edu.cn。
作者简介:崔文浩（1998-）,男,辽宁朝阳人,硕士,主要从事热带药用资源的开发与利用研究,（电子信箱）xiaohaokou@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目（81660714）

Gene cloning and bioinformatics analysis of chalcone synthase gene from Daphniphyllum calycinum

CUI Wen-hao^1,2, ZHANG Yu-xiu¹, WU Hai-ying¹, ZHANG Jun-na^1,2, YE Yu-ling^1,2, ZENG Yan^1,2, FENG Meng-lian^1,2, TIAN Jian-ping²

1. Hainan Branch of the Institute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College / Hainan Provincial Key Laboratory of Resources Conservation and Development of Southern Medicine, Haikou 570311, China;
2. School of Pharmacy, Hainan Medical University, Haikou 571199, China

Received:2025-04-27 Published:2026-05-25 Online:2026-05-26

摘要/Abstract

摘要： 为了揭示牛耳枫（Daphniphyllum calycinum）查尔酮合成酶基因（DcCHS）的特征及潜在功能,基于牛耳枫转录组数据筛选高表达候选基因,提取总RNA合成cDNA后,利用PCR技术克隆目的基因。采用生物信息学方法分析基因的理化性质、结构域、亚细胞定位及空间结构,进行多序列比对和系统发育树构建,并通过分子对接验证 CHS 蛋白与小分子的结合活性。结果表明,DcCHS1、DcCHS2和DcCHS3的开放阅读框（ORF）全长分别为1 188、1 188、1 023 bp,G+C含量均大于51%,分别编码395、395、340个氨基酸。DcCHS1、DcCHS2、DcCHS3蛋白的分子质量分别为 43.08、43.03、37.03 ku。3个DcCHS均为非分泌型蛋白,其中,DcCHS1为弱酸性不稳定蛋白,DcCHS2和DcCHS3为弱酸性稳定蛋白。亚细胞定位预测显示其主要位于细胞质。3个DcCHS蛋白的脂肪指数均大于90,且均无信号肽和跨膜结构域。3个DcCHS蛋白均含有CHS催化中心的4个保守残基（Cys、Phe、His、Asn）及CHS家族特征序列“WGVLFGFGPGLT”。系统发育分析显示,牛耳枫 CHS 基因与柑橘、拟南芥等物种的CHS基因亲缘关系较近。分子对接结果显示,DcCHS 蛋白与柚皮素、根皮素等黄酮类小分子具有良好的结合能力。3 个DcCHS基因可能在花色苷积累、非生物胁迫响应等方面起到了重要作用。

关键词: 牛耳枫（Daphniphyllum calycinum）, 查尔酮合成酶(CHS), 基因克隆, 生物信息学

Abstract: To reveal the characteristics and potential functions of the chalcone synthase gene (DcCHS) from Daphniphyllum calycinum, highly expressed candidate genes were screened based on the transcriptome data of Daphniphyllum calycinum, and after total RNA extraction and cDNA synthesis, the target genes were cloned using PCR technology. Bioinformatics methods were used to analyze the physicochemical properties, domains, subcellular localization and spatial structure of the genes, multiple sequence alignment and phylogenetic tree construction were performed, and the binding activity of CHS proteins with small molecules was verified by molecular docking. The results showed that the full lengths of the open reading frames (ORFs) of DcCHS1,DcCHS2 and DcCHS3 were 1 188, 1 188 and 1 023 bp, respectively, with G+C contents all greater than 51%, encoding 395, 395 and 340 amino acids, respectively.The molecular weights of three DcCHS proteins (DcCHS1, DcCHS2 and DcCHS3) were 43.08, 43.03 and 37.03 ku, respectively.All three DcCHS proteins were non-secretory proteins, among which DcCHS1 was a weakly acidic unstable protein, while DcCHS2 and DcCHS3 were weakly acidic stable proteins. Subcellular localization prediction showed that they were mainly located in the cytoplasm. The aliphatic indices of three DcCHS proteins were all greater than 90, and they all had no signal peptide or transmembrane domain. All three DcCHS proteins contained four conserved residues (Cys, Phe, His, Asn) of the CHS catalytic center and the CHS family characteristic sequence “WGVLFGFGPGLT”. Phylogenetic analysis showed that the CHS genes of Daphniphyllum calycinum were closely related to the CHS genes of citrus, Arabidopsis and other species. Molecular docking results showed that the DcCHS proteins had good binding ability with flavonoid small molecules such as naringenin and phloretin. The three DcCHS genes might play important roles in anthocyanin accumulation and abiotic stress response.

Key words: daphniphyllum calycinum, chalcone synthase (CHS), gene cloning, bioinformatics

中图分类号:

S567

崔文浩, 张玉秀, 吴海莹, 张俊娜, 叶钰玲, 曾艳, 冯梦莲, 田建平. 牛耳枫查尔酮合成酶基因克隆与生物信息学分析[J]. 湖北农业科学, 2026, 65(5): 205-213.

CUI Wen-hao, ZHANG Yu-xiu, WU Hai-ying, ZHANG Jun-na, YE Yu-ling, ZENG Yan, FENG Meng-lian, TIAN Jian-ping. Gene cloning and bioinformatics analysis of chalcone synthase gene from Daphniphyllum calycinum[J]. HUBEI AGRICULTURAL SCIENCES, 2026, 65(5): 205-213.

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Gene cloning and bioinformatics analysis of chalcone synthase gene from Daphniphyllum calycinum

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