白樺纖維素合成酶基因克隆與表達(dá)特征分析.pdf

1、纖維素合成酶(Cellulose synthase，CesA)以UDP-葡萄糖為底物，催化葡萄糖聚合為葡聚糖甘鏈，在纖維素合成中具有非常重要的作用。CesA基因以多基因家族的形式存在。本研究分別以白樺(Betula platyphylla Suk.)木質(zhì)部和葉片為材料，提取總RNA，并反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。設(shè)計(jì)了6對(duì)簡(jiǎn)并引物，從葉片中擴(kuò)增出了兩條纖維素合成酶基因片段，從木質(zhì)部中擴(kuò)增出了一條纖維素纖維素合成酶基因片段。利用RACE技術(shù)克隆到

2、了它們的全長(zhǎng)序列。Blast分析表明這三條基因與其它植物纖維素合成酶基因具有較高的同源性，為白樺纖維素合成酶基因。從葉片中克隆出的兩條基因分別命名為BpCesA1和BpCesA2，從木質(zhì)部克隆出的纖維素合成酶基因命名為BpCesA3。將三條CesA基因序列提交至GenBank，登錄號(hào)分別為EU591529(BpCesA1)、EU591530(BpCesA2)和EU591531(BpCesA3)。通過對(duì)三條白樺CesA基因推導(dǎo)的氨基酸序列

3、比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)，它們具有植物纖維素合成酶基因相應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征:鋅指結(jié)構(gòu);8個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域，其中兩個(gè)位于N端，6個(gè)位于C端;兩個(gè)易變區(qū)HVRⅠ和HVRⅡ;植物纖維素合成酶基因保守區(qū)P-CR;4個(gè)糖基結(jié)合位點(diǎn)。通過與擬南芥纖維素合成酶基因家族10條推導(dǎo)的氨基酸序列和歐洲山楊纖維素合成酶基因家族7條推導(dǎo)的氨基酸序列進(jìn)行分別進(jìn)行全序列相似性比較和進(jìn)化分析，HVRⅡ區(qū)的相似性比較和進(jìn)化分析，結(jié)果均表明BpCesA1與AtCesA8和PtrCesA1氨基

4、酸序列相似性較高，在進(jìn)化上比較接近;BpCesA2與AtCesA3和PtrCesA5相似性較高，在進(jìn)化上比較接近;BpCesA3與AtCesA7和PtrCesA2相似性較高，在進(jìn)化上比較接近。
　　使用白樺肌動(dòng)蛋白基因做為內(nèi)參基因，對(duì)三條基因在不同時(shí)期的木質(zhì)部、葉片和葉柄中的表達(dá)量進(jìn)行RT-PCR和實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)。結(jié)果表明BpCesA1、BpCesA2和BpCesA3基因在木質(zhì)部、葉片和葉柄中均有不同程度的表達(dá)。三條基因在第一