欧洲葡萄芪合酶基因的克隆、表达及其进化分析.docx

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1、欧洲葡萄芪合酶基因的克隆、表达及其进化分析芪类化合物是植物体内一种重要的植保素,是作为植物参与应激反应、保护其免受外界环境包括微生物侵害的重要物质。芪合酶(stilbenesynthase,STS)属于Ⅲ型聚酮化合物合酶(PKSIII)超家族,是芪类化合物合成的关键酶,其活性直接受制于芪合酶基因的活性和表达。自然界中存在两种类型的芪类化合物——白藜芦醇和赤松素。本课题采用白藜芦醇含量较高的欧洲葡萄作为研究材料,STS基因作为研究对象,利用反转录PCR方法,从欧洲葡萄叶片中分离得到了STS基因家族中的一个成员VvSTS6。通过对NCBI-UniGene数据库进行搜索,最

2、终得到六个具有完整开放阅读框(ORF)的欧洲葡萄STS基因,查找与VvSTS6基因编码的氨基酸序列有较高相似性的其他物种STS氨基酸序列及其对应的基因编码区序列(CDS),并对以上这些基因序列以及氨基酸序列进行相关生物信息学分析,主要包括葡萄STS基因的生物信息学分析和不同物种STS基因的分子进化研究两部分内容:第一部分内容涵盖欧洲葡萄STS基因的理化性质、结构特征及其生化功能等方面的分析。结果表明葡萄STS家族蛋白各成员具有相同的保守结构域CHS-like,相似的理化性质、功能位点、二级结构和三级结构,其二级结构主要由α螺旋和随机卷曲组成;葡萄STS不属于分泌蛋白,

3、是弱亲水性胞浆蛋白;葡萄STS基因启动子具有多种顺式作用元件,表明STS基因能够受多种因素诱导表达;对于葡萄科植物STS氨基酸序列的比对及亲缘关系分析说明葡萄科植物STS具有不同程度的相似性,符合种属间亲缘关系,进一步推测葡萄科植物STS功能可能相同。第二部分内容包括不同植物STS基因密码子适应指数分析、不同物种芪合酶的序列比对和系统进化分析以及不同物种芪合酶的保守结构域分析。这些分析表明不同植物中的STS具有相对保守的结构;系统发育树说明STS在物种间的进化符合物种进化规律;STS的保守结构域分析证实了物种进化关系稳定。对葡萄叶片进行GA、ABA、UV辐射处理,采用

4、实时荧光定量PCR法研究VvSTS6的表达情况,结果显示GA、ABA、UV胁迫均能促进VvSTS6的表达,说明VvSTS6能响应这些逆境胁迫信号通路,进而证实STS基因参与植物抗逆过程。本文为进一步研究葡萄STS基因提供了重要信息和有价值的理论基础,也为利用生物信息学方法深入研究其他基因家族提供了新思路。