舒明雨 龔一富 呂欣夢 賈澤茗 王 博 劉瑄瑄 王何瑜

(1. 寧波大學(xué)海洋學(xué)院,浙江省海洋生物工程重點實驗室,寧波 315832;2. 寧波大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院,寧波 315832)

三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)作為硅藻模式生物,繁殖快、易調(diào)控,可以合成巖藻黃素等萜類化合物[1]。已有研究表明,巖藻黃素在抗腫瘤[2—6]、抗氧化[7]、抗糖尿病[8]、減肥[9]、抗衰老[10]和維持肝功能[11]等方面具有較強(qiáng)的生理活性,是一類重要的海洋藥物和新型功能性食品。但目前,三角褐指藻中巖藻黃素的天然含量仍不能滿足產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需求。因此,如何利用生物技術(shù)手段調(diào)控巖藻黃素的合成是目前研究的主要方向。

2-C-甲基-D-赤蘚糖醇4-磷酸(2-C-methyl-Derythritol 4-phosphate,MEP)合成途徑是硅藻萜類物質(zhì)合成的上游途徑[12]。1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase,DXS)是MEP途徑中催化丙酮酸生成1-脫氧木酮糖-5-磷酸(DXP)的限速酶[13]。研究發(fā)現(xiàn),dxs基因過表達(dá)可使藍(lán)藻二萜化合物含量提高3倍[14],使甜菊中甜菊苷含量提高2倍[15],使桑樹類胡蘿卜素含量提高六倍以上[16],表明DXS蛋白是萜類物質(zhì)MEP合成途徑中的關(guān)鍵酶之一。目前,dxs基因已從陸地植物青蒿(Artemisia annua)[17]和歐洲紅豆杉(Taxus baccata)[18]等中克隆,但在藻類中僅從雨生紅球藻(Haematococcus pluvialis)[19]、集胞藻(Synechocystis sp.)[20]和葡萄藻(Botryococcus braunii)[21]等中有克隆的報道,而目前三角褐指藻中dxs基因克隆還未見相關(guān)報道。因此,從三角褐指藻中克隆dxs基因可以促進(jìn)巖藻黃素合成過程分子模型的建立,為巖藻黃素代謝基因工程的深入開展提供依據(jù)。

dxs基因的表達(dá)受到許多因素的調(diào)控,茉莉酸甲酯(MeJA)、花生四烯酸(AA)和硫酸鈰銨(ACS)等誘導(dǎo)子均是dxs基因的主要誘導(dǎo)因子。在外源MeJA的誘導(dǎo)下,葡萄dxs基因表達(dá)上調(diào),可以促進(jìn)葡萄果皮中單萜物質(zhì)的積累[22]。在MeJA處理48h后,雷公藤dxs基因RNA表達(dá)量顯著上調(diào),且雷公藤甲素的含量提高3倍以上[23]。雨生紅球藻dxs基因參與MeJA對蝦青素含量的調(diào)控,且dxs基因轉(zhuǎn)錄水平與蝦青素含量呈正相關(guān)[20]。在MeJA、AA和ACS誘導(dǎo)下,銀杏內(nèi)酯的積累與銀杏dxs基因轉(zhuǎn)錄水平增加有關(guān)[24]。Li等[25]研究表明,光合誘導(dǎo)素(PIF)可通過提高光合效率和增強(qiáng)pds、lcyb等基因表達(dá)水平來促進(jìn)巖藻黃素的積累。鄭小惲等[26]發(fā)現(xiàn)敵草隆(DCMU)處理可以抑制三角褐指藻巖藻黃素合成相關(guān)基因的表達(dá),從而使藻細(xì)胞內(nèi)巖藻黃素含量降低。已有研究證實,光照是影響巖藻黃素合成的主要環(huán)境因素[27],徐潤潔等[28]用紅光處理三角褐指藻后,發(fā)現(xiàn)巖藻黃素含量上升與合成途徑中下游基因的表達(dá)有關(guān)。光質(zhì)、光合促進(jìn)劑和光合抑制劑除了對巖藻黃素下游途徑基因、光合作用相關(guān)基因起調(diào)控作用以外,是否對巖藻黃素合成上游途徑基因,特別是MEP途徑的第一個限速酶基因dxs起調(diào)控作用,目前還未見報道。因此,本實驗研究MeJA、AA、ACS、PIF、DCMU和光質(zhì)等6種不同外源因素對三角褐指藻dxs基因表達(dá)的影響,探究巖藻黃素生物合成與三角褐指藻dxs基因表達(dá)的相關(guān)性,明確巖藻黃素合成是否與上游MEP合成途徑有關(guān),為進(jìn)一步探明外源因素調(diào)控三角褐指藻巖藻黃素生物積累的分子機(jī)制提供參考。

1 材料與方法

1.1 三角褐指藻總RNA的提取及dxs基因序列獲得

三角褐指藻藻種由寧波大學(xué)海洋學(xué)院植物生理生化重點實驗室提供。采用f/2培養(yǎng)基培養(yǎng)三角褐指藻,置于12h光照∶12h黑暗的恒溫培養(yǎng)箱中[26]。取對數(shù)生長期(第5天)的藻液90 mL,4℃,5000 r/min離心10min,用RNA提取試劑盒(OMEGA,美國)提取三角褐指藻RNA。用HiScrit Ⅱ 1st strand cDNA Synthesis Kit反轉(zhuǎn)錄試劑(南京諾維贊生物科技股份有限公司)將RNA 反轉(zhuǎn)成cDNA。利用Q-PCR方法準(zhǔn)確檢測cDNA文庫的有效濃度,將質(zhì)檢合格的cDNA文庫送至杭州聯(lián)川生物技術(shù)公司進(jìn)行Illumina HiSeqTM2000 高通量測序。根據(jù)轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果,設(shè)計三角褐指藻dxs基因ORF擴(kuò)增引物(F: 5′-ATGCGTCTATCCAGCGCTCTAT-3′,R: 5′-CTAG TCCTGCAATTGCGGAAC-3′),進(jìn)行PCR反應(yīng),電泳檢測后,回收測序加以驗證。

1.2 三角褐指藻DXS蛋白生物信息學(xué)分析

在DNAMAN5.0軟件上分析三角褐指藻dxs基因cDNA全長序列。通過NCBI在線網(wǎng)站查找其他16個物種的DXS蛋白序列。分別通過Vector NTI 7.1軟件、ProtParam在線網(wǎng)站(http://web.expasy.org/cgi-bin/protparam/protparam)和ProtScale在線軟件(http://web.expasy.org/cgi-bin/ protscale/),對三角褐指藻DXS蛋白進(jìn)行多序列比對、基本特征分析和疏水性/親水性預(yù)測。通過NetPhosK 2.0 Server(http://www.cbs.dtu.dk/ services/NetPhos/)預(yù)測三角褐指藻DXS蛋白中磷酸化位點的位置及數(shù)量。通過SWISS-Model(http://swissmodel.expasy.org/ interactive)在線軟件預(yù)測三角褐指藻DXS蛋白的三維結(jié)構(gòu)。用TMHMM 2.0 Server(http://www.cbs.dtu.dk/services/Net Phos/)預(yù)測三角褐指藻DXS蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)域。用TargetP 1.1 Server(http://www. cbs.dtu.dk/services/TargetP/)預(yù)測三角褐指藻DXS蛋白的亞細(xì)胞定位。用Expasy網(wǎng)站預(yù)測DXS蛋白編碼的氨基酸的理化性質(zhì)。用CBS、Predictprotein、COILS與TM pred在線軟件綜合分析三角褐指藻DXS蛋白。用MEGA7.0軟件以NJ法(Neighbour joining,bp值設(shè)為1000,其他參數(shù)默認(rèn))對17個物種的DXS蛋白構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(表1)。

表1 進(jìn)化樹所用物種Tab. 1 The species for the phylogenetic tree

1.3 三角褐指藻dxs基因的表達(dá)調(diào)控

在三角褐指藻培養(yǎng)至對數(shù)期(第5天)時,用不同濃度的MeJA(0、50、100、200、500和1000 μmol/L)、AA(0、0.1、0.5、2.5、12.5、62.5和312.5 mg/L)、ACS(0、0.2、0.4、0.8和1.6 mg/L)、PIF(0、0.01、0.05、0.10、1.00和10.00 μg/L)、DCMU(0、0.1、0.2、0.4、0.8和1.0 mg/L)和不同LED單色光質(zhì)[白光W(380—750 nm)、紅光R(630—680 nm)、黃光Y(560—590 nm)、藍(lán)光B(470—480 nm)、綠光G(520—530 nm)和紫光P(380—420 nm)]對藻液進(jìn)行誘導(dǎo)處理24h,分別提取經(jīng)誘導(dǎo)處理24h的三角褐指藻RNA,反轉(zhuǎn)錄成cDNA。每個處理設(shè)3次重復(fù)。以β-actin為內(nèi)參基因,分別設(shè)計β-actin引物(QF: 5′-CGTGACTTGACGGACTACCTG-3′,QR: 5′-TAGTTTTTTCCAGAGCCGAG-3′)和dxs引物(QFdxs: 5′-TTGCTGAACAACACGCTGTGAC-3′,QRdxs: 5′-ACCATCGTTACCAAC CAAGCCA-3′)。熒光定量PCR反應(yīng)體系為: cDNA 2 μL,2×SRYB 10 μL,F-primer 0.8 μL,R-primer 0.8 μL,ddH2O 6.4 μL,構(gòu)成20 μL體系。熒光定量PCR反應(yīng)程序為: 95℃變性5min后,95℃變性25s,56℃退火25s,72℃延伸25s,擴(kuò)增40輪后,72℃延伸10min。用熒光定量PCR技術(shù)得到不同外源因素濃度處理下dxs基因的表達(dá)量。以不同處理下三角褐指藻dxs基因轉(zhuǎn)錄量為原始數(shù)據(jù),用 2-ΔΔCt法計算三角褐指藻dxs基因的相對表達(dá)量,應(yīng)用SPSS25.0單因素方差分析(Oneway ANOVA) 分析不同處理間的顯著性差異,P＜0.01表示差異極顯著,P＜0.05表示差異顯著。

1.4 三角褐指藻dxs基因表達(dá)與巖藻黃素含量的相關(guān)性分析

以加入MeJA等外源因素為初始時間,用不同外源因素處理至第5天,取100 mL三角褐指藻藻液,4℃,52000×g,10min,棄上清,將藻體沉淀冷凍干燥48h后稱重,三角褐指藻巖藻黃素提取方法參照俞凱等[29]。將藻粉溶于無水乙醇(1∶40),60℃浸提1h,6000 r/min離心8min,重復(fù)浸提一次。取稀釋100倍的上清液,用紫外分光光度計測定其445 nm處的吸光值(OD),控制OD小于0.8。三角褐指藻巖藻黃素含量測定方法參照陳若瑩等[30]。根據(jù)公式(A445×V)/(4×W)計算三角褐指藻巖藻黃素含量。其中,A445為稀釋后的上清液在445 nm處的吸光度,V為稀釋前上清液的體積,W為樣品質(zhì)量[28]。采用SPSS25.0軟件進(jìn)行線性回歸擬合,分析不同處理下三角褐指藻dxs表達(dá)量與巖藻黃素含量的相關(guān)性。

2 結(jié)果

2.1 三角褐指藻dxs基因的克隆和序列分析

分析三角褐指藻轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果,獲得了三角褐指藻dxs基因cDNA序列(GenBank: XM_0021 76350.1),全長為2476 bp,ORF長度為2193 bp,編碼730個氨基酸。將測序得到的三角褐指藻dxscDNA序列提交NCBI網(wǎng)站進(jìn)行比對,發(fā)現(xiàn)其與基因組注釋信息的一致性達(dá)到100%[31],證明了三角褐指藻dxs基因cDNA序列的正確性。在氨基酸第197至第227位存在DXS酶特征結(jié)構(gòu)域,磷酸硫胺素(ThDP)結(jié)合位點(ThDP-binding),序列為GDGA-TG-A-EAMN-AG-----M-V-LNDN[32],在氨基酸第479至第513位存在序列為DRAGX28PXD的轉(zhuǎn)酮醇酶保守結(jié)構(gòu)域[33]。

2.2 三角褐指藻DXS蛋白的生物信息學(xué)分析

三角褐指藻DXS蛋白的氨基酸序列理化性質(zhì)分析結(jié)果顯示,三角褐指藻D X S的分子式為C3511H5590N976O1057S29,共11163 個原子,理論相對分子質(zhì)量(Mw)為79.31 kD,pI為6.65。三角褐指藻DXS蛋白正電荷氨基酸(Arg+Lys)總數(shù)為77個,負(fù)電荷氨基酸(Asp+Glu)總數(shù)為80個。賴氨酸(Gly)是三角褐指藻DXS蛋白中含量最豐富的氨基酸,占10.5%,色氨酸(Trp)含量最少,為0.3%。三角褐指藻DXS蛋白不穩(wěn)定系數(shù)低至38.25%,屬于穩(wěn)定蛋白。疏水性/親水性預(yù)測結(jié)果顯示,三角褐指藻DXS蛋白多肽鏈中第592位絲氨酸(Ser)的親水性最強(qiáng),第7位賴氨酸(Lys)的疏水性最強(qiáng)。三角褐指藻DXS蛋白親水性的總平均值為0.8645,表明該蛋白屬于親水性蛋白。該蛋白有TM-螺旋、信號肽、卷曲螺旋和跨膜區(qū)域。無規(guī)則卷曲占比最高,為40.55%,β-轉(zhuǎn)角比例最低,為6.16%。

三角褐指藻DXS蛋白三級結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明(圖1),三角褐指藻DXS蛋白含有ThDP-binding高度保守區(qū)域(GDGA-T-G-A-EAMN-AG-----M-VLNDN)和轉(zhuǎn)酮醇酶結(jié)構(gòu)域(DRAGX28PXD)。ThDPbinding為轉(zhuǎn)酮醇酶家族中ThDP輔酶的結(jié)合位點,可以從2-酮糖中轉(zhuǎn)移2-羥基乙醛基,生成醛糖[34]。轉(zhuǎn)酮醇酶結(jié)構(gòu)域是轉(zhuǎn)酮醇酶的關(guān)鍵序列之一,可能與羥基丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇醛的催化過程有關(guān)[35,36]

圖1 三角褐指藻DXS蛋白三維結(jié)構(gòu)預(yù)測圖Fig. 1 Prediction of DXS spatial structure in Phaeodactylum tricornutum

2.3 三角褐指藻DXS蛋白系統(tǒng)進(jìn)化樹分析

為進(jìn)一步了解三角褐指藻DXS的進(jìn)化關(guān)系,利用MEGA7.0軟件對包括三角褐指藻DXS在內(nèi)的17種DXS蛋白構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹。結(jié)果表明(圖2),進(jìn)化樹分為高等植物和藻類2個分支,高等植物DXS蛋白進(jìn)一步分為DXS1和DXS2兩支。藻類DXS蛋白聚類為3個分支,分別為硅藻門(Bacillariophyta)、紅藻門(Rhodophyta)和綠藻門(Chlorophyta)分支。其中,青蒿(Artemisia annua)、番茄(Solanum lycopersicum)、擬南芥(Arabidopsis thaliana)和銀杏(Ginkgo biloba)聚類為DXS1類蛋白,長春花(Catharanthus roseus)、萬壽菊(Tagetes erecta)、丹參(Salvia miltiorrhiza)和辣薄荷(Mentha piperita)聚類為DXS2類蛋白。龍須菜(Gracilariopsis chorda)、角叉菜(Chondrus crispus)和紫球藻(Porphyridium purpureum)等3種紅藻門藻類聚類在同一個分支中,鹽生杜氏藻(Dunaliella salina)、葡萄藻(Botryococcus braunii)和萊茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)等3種綠藻聚類在相同進(jìn)化分支中,三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、圓柱擬脆桿藻(Fragilariopsis cylindrus)和大洋海鏈藻(Thalassiosira oceanica)等硅藻在進(jìn)化樹上聚為一支。這與目前藻類分類學(xué)的結(jié)果一致。其中圓柱擬脆桿藻DXS蛋白與三角褐指藻DXS的進(jìn)化關(guān)系最近,表明獲得的DXS蛋白確為藻類蛋白。

圖2 三角褐指藻DXS氨基酸序列NJ系統(tǒng)進(jìn)化樹Fig. 2 NJ phylogenetic tree of DXS amino acid sequence in Phaeodactylum tricornutum

2.4 不同外源因素處理對三角褐指藻dxs基因表達(dá)的影響

研究6種外源因素誘導(dǎo)對三角褐指藻dxs基因相對表達(dá)水平的影響,結(jié)果表明(圖3),適宜條件的外源因素可以促進(jìn)三角褐指藻dxs基因的表達(dá)。100 μmol/L MeJA、62.5 mg/L AA、1.6 mg/L ACS、1.00 μg/L PIF、0.2 mg/L DCMU和紫光處理均能促進(jìn)三角褐指藻dxs基因的表達(dá),且dxs基因表達(dá)量最高。同時,在MeJA和光質(zhì)誘導(dǎo)下,三角褐指藻dxs基因的轉(zhuǎn)錄量的變化與巖藻黃素含量變化趨勢一致,表明三角褐指藻dxs基因參與MeJA和光質(zhì)對三角褐指藻巖藻黃素生物合成的調(diào)控。

圖3 六種外源因素對巖藻黃素含量和三角褐指藻dxs基因表達(dá)的影響Fig. 3 Effects of six exogenous factors on fucoxanthin content and dxs transcription levels in Phaeodactylum tricornutum

對三角褐指藻dxs基因的相對表達(dá)水平和巖藻黃素含量進(jìn)行一元回歸相關(guān)性分析,結(jié)果表明(圖4),在光質(zhì)處理下三角褐指藻巖藻黃素含量和三角褐指藻dxs基因相對表達(dá)量呈Power曲線相關(guān)(R2=0.598,P＜0.01),且當(dāng)三角褐指藻dxs基因轉(zhuǎn)錄水平隨光照波長的增加出現(xiàn)下降(綠光、藍(lán)光)時,巖藻黃素相對含量呈下降趨勢。在MeJA處理下三角褐指藻dxs基因表達(dá)與巖藻黃素含量呈Allometricl曲線相關(guān)(R2=0.383,P=0.01)。當(dāng)三角褐指藻dxs基因表達(dá)水平因MeJA濃度升高而上調(diào)時,巖藻黃素的含量直線上升。在100 μmol/L MeJA的誘導(dǎo)下,三角褐指藻dxs基因的表達(dá)水平是對照組的1.7倍,且差異極顯著(P＜0.01)。

圖4 三角褐指藻dxs基因相對表達(dá)量和巖藻黃素含量的相關(guān)性分析Fig. 4 Correlation analysis of content of fucoxanthinand and dxs transcription levels in Phaeodactylum tricornutum

3 討論

植物近80%的類胡蘿卜素來源于MEP途徑。DXS是 MEP途徑中的第一個酶,屬于磷酸硫胺素(ThDP)依賴性酶,與轉(zhuǎn)酮醇酶同源。對包括三角褐指藻dxs基因在內(nèi)的9種藻類氨基酸序列進(jìn)行比對發(fā)現(xiàn),所有藻類DXS氨基酸序列都含有ThDP結(jié)合位點(ThDP-binding)和轉(zhuǎn)酮醇酶保守結(jié)構(gòu)域。作為ThDP依賴酶的特征結(jié)構(gòu),ThDP-binding幾乎存在于所有丙酮酸脫氫或脫羧酶及氧代脫氫或脫羧酶中,并具有將一個乙醇醛從5-磷酸木糖轉(zhuǎn)移到a-(R)-羥醛的功能。此外,轉(zhuǎn)酮醇酶能參與植物碳水化合物代謝中的磷酸戊糖循環(huán)[37],其保守結(jié)構(gòu)域可能與副產(chǎn)物乙酰-ThDP的形成阻斷反應(yīng)有關(guān)[24,36,38]。這與三角褐指藻dxs在類胡蘿卜素合成途徑中催化丙酮酸實現(xiàn)酮基轉(zhuǎn)移的功能一致。系統(tǒng)進(jìn)化樹分析結(jié)果表明,三角褐指藻的DXS氨基酸系列與同類硅藻圓柱擬脆桿藻的同源性較高(79.7%)。高等植物和藻類分別聚類為一支,高等植物中同類型的DXS蛋白聚為一小支,藻類中同門類的藻類DXS蛋白也分別形成分支,符合常規(guī)藻類分類學(xué)[39]。

研究表明,不同物種的dxs基因在MeJA和光誘導(dǎo)下均表現(xiàn)出高表達(dá),如銀杏(Ginkgo biloba)[40]、丹參(Salvia miltiorrhiza)[15]和青蒿(Artemisiaannua)[17]等,這與本實驗結(jié)果一致。MeJA作為通用誘導(dǎo)劑,可以通過刺激植物細(xì)胞內(nèi)信號分子的形成激活植物對非生物脅迫的防御反應(yīng),而這些反應(yīng)通常觸發(fā)萜類物質(zhì)合成關(guān)鍵基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控,并誘導(dǎo)次生代謝產(chǎn)物的積累[41]。例如MeJA可以通過刺激D-氨基葡萄糖6磷酸的消耗,上調(diào)長春堿合成關(guān)鍵基因dxs的轉(zhuǎn)錄水平,從而促進(jìn)長春花中萜類物質(zhì)的積累[42]。MeJA處理可以通過保持穿心蓮(Andrographis paniculata)dxs基因的高表達(dá)水平來提高穿心蓮內(nèi)酯的含量[43]。類胡蘿卜素具有強(qiáng)抗氧化性,可以在逆境脅迫下大量合成以猝滅植物細(xì)胞內(nèi)ROS活性氧的合成。作為硅藻類胡蘿卜素的大類,巖藻黃素不僅在藻體被光氧化時起保護(hù)作用,而且與葉綠素等共同構(gòu)成捕光復(fù)合物,參與光合作用中捕獲、收集和轉(zhuǎn)移光能的過程[26,44]。此外,光照可以通過影響藻類的固碳作用改變藻類的光合生理和生長速率,在強(qiáng)光下,三角褐指藻可以減少固碳作用的能量消耗,并將減少的能耗用于藻細(xì)胞增長[45]。研究發(fā)現(xiàn),在390 nm(紫光)和680 nm(紅光)處三角褐指藻產(chǎn)生最大吸收峰,表明三角褐指藻主要吸收紅光和近紫光[46]。本研究發(fā)現(xiàn),在紅光和紫光誘導(dǎo)下,三角褐指藻dxs基因表達(dá)量上升,三角褐指藻巖藻黃素含量顯著提高,這與Valle等[24]的研究結(jié)果一致。究其原因,一方面可能是在LED單色光脅迫下,藻細(xì)胞光氧化增強(qiáng),細(xì)胞內(nèi)活性氧含量增加,從而促進(jìn)巖藻黃素的積累[44],這或許可以解釋在不同光質(zhì)處理下,三角褐指藻dxs基因轉(zhuǎn)錄水平均上調(diào)的現(xiàn)象。另一方面,在海水條件下,光譜中的紅光和紫光會隨深度增加而迅速消減,但在實驗條件下,各單色光的光強(qiáng)一致。因此,對藻體而言,在紅光和紫光等的強(qiáng)光脅迫下,藻細(xì)胞增殖速度加快,三角褐指藻總巖藻黃素含量提高。此外,在AA、ACS、PIF和DCMU處理下,三角褐指藻dxs基因表達(dá)量和巖藻黃素含量沒有明顯的相關(guān)性,這可能與MEP途徑中調(diào)控dxs基因表達(dá)的方式復(fù)雜性有關(guān)。研究表明,IPP和DMAPP都通過與ThDP競爭結(jié)合位點,來反饋抑制dxs基因的表達(dá)[47]。通過碳標(biāo)記技術(shù),Ghirardo等[48]發(fā)現(xiàn)DMAPP對DXS酶活性的反饋抑制機(jī)制解釋了銀灰楊(Populus canescens)合成萜類物質(zhì)所需碳通量的減少。擬南芥中DXS轉(zhuǎn)錄本及蛋白水平比較分析結(jié)果表明,dxsmRNA水平和蛋白質(zhì)水平并不總是一致。這與在光質(zhì)條件下,三角褐指藻dxs基因和巖藻黃素含量的Allometricl相關(guān)曲線趨勢符合,當(dāng)巖藻黃素含量低時,上調(diào)或下調(diào)三角褐指藻dxs基因的表達(dá)量均可使巖藻黃素含量提高。除反饋抑制外,在所有MEP蛋白中,DXS蛋白的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控最為明顯。例如,在不同的擬南芥MEP突變體發(fā)育時期中,dxs基因的表達(dá)水平均比野生型植物高10倍以上,但發(fā)育前期DXS蛋白積累水平遠(yuǎn)高于發(fā)育后期,且發(fā)育早期DXS蛋白積累與類胡蘿卜素含量大量增加有關(guān)。因此,該蛋白的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控可能作為一種關(guān)鍵的調(diào)控手段,對MEP途徑的合成效率產(chǎn)生影響[49]。由于目前三角褐指藻等硅藻的巖藻黃素合成途徑仍未被完全闡明,外源因素很有可能通過多條多層面的巖藻黃素合成通路調(diào)控單個基因的表達(dá),因此三角褐指藻dxs基因調(diào)控巖藻黃素合成的機(jī)理仍有待進(jìn)一步研究。