羅布麻查爾酮合成酶基因(CHS)克隆及其分子進化研究.pdf

1、基于當前不斷加劇的環(huán)境壓力，對退化土地進行合理開發(fā)及高效利用的重要性已日益凸顯。針對退化土地的恢復及利用，不僅依靠種植高抗逆性植物，更有必要了解其適應性機理，不斷發(fā)掘基因資源并加以利用才能夠有效緩解日益嚴重的土地資源危機。本實驗以荒漠植物羅布麻（Apocynum venetumL）為材料，采用反轉錄PCR（RT-PCR）、末端黏?？焖贁U增(Rapid-amplification of cDNA ends)等方法從羅布麻中擴增出查爾酮合成

2、酶(CHS)編碼基因的cDNA序列，開展羅布麻不同構件查爾酮合成酶基因表達量半定量分析，并綜合現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫資源通過生物信息學手段對查爾酮合成酶基因進行分子進化研究，得到以下結論:
　　1.AvCHS的克隆。查爾酮合成酶是羅布麻所含類黃酮類物質合成前體及與抗性相關次生代謝產物合成關鍵酶，克隆得到的羅布麻查爾酮合成酶基因被定名為AvCHS，AvCHS的cDNA全長為1476bp，包含一個完整的開放閱讀框(Open reading fra

3、me)，長度為1170bp，推測其編碼的氨基酸序列全長為389個氨基酸殘基。
　　2.AvCHS同源性分析。AvCHS與漆樹科鹽膚木及薔薇科植物歐洲李CHS基因序列一致性較高，現(xiàn)已克隆得到的大部分CHS基因核苷酸序列均與AvCHS具有78％以上一致性。CHS基因在高等植物之間具備很高的保守性。
　　3.羅布麻不同構件AvCHS表達半定量分析。通過RT-PCR，以18S rDNA PCR產物作為內標，對羅布麻植株根、莖、葉和花

4、不同構件AvCHS基因表達量進行半定量分析。測定結果表明:羅布麻植株中，花構件AvCHS基因表達量最高，根、葉構件次之。因而，羅布麻的強生態(tài)適應性及其經濟價值與AvCHS基因表達量均有直接關系。
　　4.AvCHS分子進化。在完成AvCHS完整序列測定基礎上，比對相關植物CHS基因序列，通過矩陣距離法構建CHS基因系統(tǒng)進化樹。對核苷酸、氨基酸系統(tǒng)進化樹的生物信息學分析表明:AvCHS屬于CHS超基因家族，與參試CHS序列的相似性系

5、數(shù)最高達到92％; CHS超基因家族在其進化過程中分化為2個亞家族，2大亞家族之間遺傳距離為0.048，AvCHS屬于第Ⅰ大亞家族。參與比較的所有CHS基因，其編碼的氨基酸具備較高的同源性。AvCHS所屬Ⅰ大類可依據(jù)遺傳距離定義出十余個不同植物蛋白分異類群。可以推斷CHS蛋白其總體結構較為保守，少部分在環(huán)境因子影響下呈現(xiàn)出細微的結構、功能差異。
　　研究結果明確了羅布麻查爾酮合成酶基因結構，對其在CHS基因家族中的歸屬進行了劃分。