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水稻海藻糖代谢基因家族研究

葛良法  晁代印  林鸿宣  
【摘要】:正海藻糖是一种古老的二糖,在酵母中已经被证明参与逆境胁迫的保护。近年来,在多种植物中已经发现了海藻糖代谢相关基因,并同时发现痕量海藻糖积累。但海藻糖在植物中的功能至今还是未知。虽然其在植物体内有积累,但其含量太低,仅为几微克海藻糖每克鲜重植物体,因而明显排除了其作为胁迫保护物质参与到植物的胁迫保护的生理功能。本研究旨在探究水稻中海藻糖及其代谢相关基因在非生物胁迫中的功能。通过对TIGR水稻数据库和其它一些数据库的搜索,获得了29 个可能海藻糖代谢相关基因。进一步的基因结构分析表明,其中11个为海藻糖-6-磷酸(Tre-6- P)合成酶(TPS);17个为海藻糖-6-磷酸去磷酸酶(TPP);1个为海藻糖酶(将海藻糖分解成两个分子葡萄糖)(trehalase)。系统发育分析结果显示水稻中该基因家族的整体布局与拟南芥类似,即可以根据序列的相似性和一级结构特点分为三类:第一类(Class Ⅰ)为同时具有TPS和TPP结构域,但在TPP结构域缺乏磷酸酶保守位点(phosphatase boxes)而没有TPP酶活性,该类包括OsTPS1; 第二类(ClassⅡ)为具有TPS和TPP结构域,且TPP结构域含有磷酸酶保守位点,包括OsTPS2- OsTPS10;第三类(ClassⅢ)为仅具有TPP结构域,包括全部的OsTPP类基因。复杂的家族结构和众多的基因数量暗示着海藻糖代谢对水稻的重要性。

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