十字花科植物芥酸合成基因FAE1-closest的克隆及功能分析

王月; 薛佳宇; 周广灿; 杭悦宇; 孙小芹

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对十字花科(Brassicaceae)中具代表性的高、低芥酸植物的FAE1-closest基因进行扩增,并对其编码的氨基酸序列进行序列比对;基于FAE1-closest氨基酸序列构建遗传关系树;将具有代表性的FAE1-closest基因在酵母中进行转化,比较不同植物来源的该基因调控芥酸合成能力的差异。结果显示:十字花科高、低芥酸植物FAE1-closest基因编码的氨基酸序列主要有A和B 2种类型,其对应的编码区全长分别约为1461和1389 bp,且B类型的氨基酸序列仅出现在高芥酸植物中;比较氨基酸序列的变异位点发现,高、低芥酸植物中共存在150个变异位点,高芥酸植物中第320位的氨基酸为赖氨酸(K),低芥酸植物中该位点为苏氨酸(T)。遗传关系树显示:12种芥酸植物可聚为Ⅰ和Ⅱ2个分支,大部分高芥酸植物的FAE1-closest氨基酸序列聚在分支Ⅰ;高芥酸植物银扇草(Lunaria annua Linn.)以及低芥酸植物涩荠〔Malcolmia africana(Linn.)R.Br.〕、鸟头荠〔Euclidium syriacum(Linn.)R.Br.〕和四齿芥〔Tetracme quadricornis(Stephan)Bunge〕的FAE1-closest氨基酸序列聚在分支Ⅱ。酵母转化实验结果显示:蔓菁(Brassica rapa Linn.)和洋基芥(Brassica tournefortii Gouan)的FAE1-closest基因转酵母产物中检测到了芥酸,涩荠、鸟头荠、四齿芥和银扇草的FAE1-closest基因转酵母产物中均未检测到芥酸,说明只有部分十字花科植物的FAE1-closest基因与芥酸合成相关。综上所述,低芥酸植物来源的FAE1-closest基因均不能合成芥酸,部分高芥酸植物来源的FAE1-closest基因能合成芥酸,不同十字花科植物中的FAE1-closest基因在芥酸合成过程中发挥作用的程度不同;FAE1-closest基因是否为芥酸合成过程中的主效基因,有待进一步验证。

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来源
《植物资源与环境学报》 |2023年第3期|45-51|共7页
作者
王月; 薛佳宇; 周广灿; 杭悦宇; 孙小芹;
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作者单位

江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园);

南京农业大学;

菏泽学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类转化及克隆;植物基因工程;
关键词
十字花科; 芥酸; FAE1-closest基因; 克隆; 功能分析;

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