柑桔果实中两种β-番茄红素环化酶的表达和功能分析

据《PLANTA》（2012年 10月）的一篇研究报告，日本静冈大学生物环境科学系的研究人员以温州蜜柑、伏令夏橙和里斯本柠檬等3个柑桔品种为试材，分别分离出两个 LCYb基因（CitLCYb1和 CitLCYb2），并通过积累番茄红素的大肠杆菌细胞做颜色互补实验对其进行功能分析。结果表明，这3个柑桔品种的CitLCYb1和CitLCYb2在氨基酸水平存在高度一致性，且二者编码蛋白的N-末端区预测各包含一段相似性较低的叶绿体转运肽，均包含51个氨基酸残基。在温州蜜柑中，CitLCYb1和 CitLCYb2所编码蛋白质在除转运肽之外区域的二级结构高度相似。功能分析表明，CitLCYb1和CitLCYb2所编码的酶均参与了β-胡萝卜素的合成。当它们与CitLCYe在大肠杆菌细胞中共表达时，能够将番茄红素合成α-胡萝卜素。尽管CitLCYb2能够将番茄红素转化成α-胡萝卜素，但在橙皮绿色阶段，CitLCYb2表达水平极低，推测它并不参与α-胡萝卜素合成。另外，当橙皮处于橙色时期，CitLCYb1和 CitLCYb2的高表达水平表明它们在柑桔果实的β-叶黄素积累中具有重要作用。该研究有助于阐明柑桔果实中类胡萝卜素的积累机制。