羅布麻查爾酮合成酶基因(CHS)克隆及其分子進(jìn)化研究.pdf

1、基于當(dāng)前不斷加劇的環(huán)境壓力，對退化土地進(jìn)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(fù)及利用，不僅依靠種植高抗逆性植物，更有必要了解其適應(yīng)性機(jī)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(yán)重的土地資源危機(jī)。本實驗以荒漠植物羅布麻（Apocynum venetumL）為材料，采用反轉(zhuǎn)錄PCR（RT-PCR）、末端黏?？焖贁U(kuò)增(Rapid-amplification of cDNA ends)等方法從羅布麻中擴(kuò)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(gòu)件查爾酮合成酶基因表達(dá)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(xué)手段對查爾酮合成酶基因進(jìn)行分子進(jìn)化研究，得到以下結(jié)論:
　　1.AvCHS的克隆。查爾酮合成酶是羅布麻所含類黃酮類物質(zhì)合成前體及與抗性相關(guān)次生代謝產(chǎn)物合成關(guān)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(gòu)件AvCHS表達(dá)半定量分析。通過RT-PCR，以18S rDNA PCR產(chǎn)物作為內(nèi)標(biāo)，對羅布麻植株根、莖、葉和花

4、不同構(gòu)件AvCHS基因表達(dá)量進(jìn)行半定量分析。測定結(jié)果表明:羅布麻植株中，花構(gòu)件AvCHS基因表達(dá)量最高，根、葉構(gòu)件次之。因而，羅布麻的強生態(tài)適應(yīng)性及其經(jīng)濟(jì)價值與AvCHS基因表達(dá)量均有直接關(guān)系。
　　4.AvCHS分子進(jìn)化。在完成AvCHS完整序列測定基礎(chǔ)上，比對相關(guān)植物CHS基因序列，通過矩陣距離法構(gòu)建CHS基因系統(tǒng)進(jìn)化樹。對核苷酸、氨基酸系統(tǒng)進(jìn)化樹的生物信息學(xué)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(dá)到92％; CHS超基因家族在其進(jìn)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?？梢酝茢郈HS蛋白其總體結(jié)構(gòu)較為保守，少部分在環(huán)境因子影響下呈現(xiàn)出細(xì)微的結(jié)構(gòu)、功能差異。
　　研究結(jié)果明確了羅布麻查爾酮合成酶基因結(jié)構(gòu)，對其在CHS基因家族中的歸屬進(jìn)行了劃分。