El objetivo es la identificación y análisis integral del gen O-metiltransferasa en cártamo, y la exploración del gen clave de O-metiltransferasa capaz de catalizar la metilación de compuestos flavonoides, para proporcionar una base para entender el mecanismo molecular de la formación de la diversidad estructural de los compuestos flavonoides en cártamo. El método se basa en datos genómicos de alta calidad del cártamo obtenidos previamente por el equipo de investigación, utilizando un modelo de Markov oculto para la identificación sistemática de genes O-metiltransferasa tipo I en cártamo. Se utilizaron diversas herramientas bioinformáticas en línea para analizar las propiedades fisicoquímicas, estructura génica, motivos conservados, localización cromosómica, eventos de duplicación génica y análisis de colinealidad de los genes identificados. Además, mediante un sistema de expresión procariótica en Escherichia coli, se realizó la expresión heteróloga de los genes objetivo y se verificó su función mediante reacciones enzimáticas in vitro. Los resultados mostraron la selección de 31 genes de O-metiltransferasa tipo I en cártamo. Se logró clonar exitosamente un gen metiltransferasa CtFOMT1 del cártamo; la proteína codificada se expresó de manera soluble en E. coli y se purificó a alta concentración mediante cromatografía de afinidad con Ni²⁺. Las pruebas enzimáticas in vitro indicaron que CtFOMT1 puede usar S-adenosilmetionina como donador de metilo para catalizar la metilación del 4′-OH de la naringenina para formar isosakuranetina; metilar el 4′-OH de la luteolina para formar kaempferol; y catalizar adicionalmente la metilación del 3′-OH del kaempferol para formar 4′-metilkaempferol. Conclusión: CtFOMT1 puede catalizar la metilación de los grupos 4′-/3′-OH en el esqueleto flavonoide, sugiriendo que participa en la biosíntesis de varios flavonoides 4′-/3′-oxi-metilados en el cártamo.

cártamo;O-metiltransferasa;compuestos flavonoides;clonación génica;análisis funcional