十字花科植物FAE1基因的克隆与功能验证

对十字花科(Brassicaceae)植物非洲芥菜(Brassica tournefortii Gouan)、埃塞俄比亚芥(B.carinata A.Braun)、短喙芥(B.elongata Ehrhart)、芝麻菜〔Eruca vesicaria subsp.sativa(Miller)Thellung〕、野萝卜(Raphanusraphanistrum Linn.)、Crambe filiformis Jacq.、菥蓂(Thlaspi arvense Linn.)、臭荠〔Coronopus didymus(Linn.)Smith〕、荠〔Capsella bursa-pastoris(Linn.)Medikus〕和小花碎米荠(Cardamine parviflora Linn.)的FAE1基因进行了克隆、序列比对及功能验证。结果显示:上述前6种1亚种的FAE1基因长度均为1 521 bp,臭荠的FAE1基因长度为1 517 bp,荠和小花碎米荠的FAE1基因长度为1 518 bp,GenBank登录号为JX898749—JX898758;它们的序列相似性较高,相似度达89%;对位排列矩阵长度1 521 bp,其中包含保守位点1 051个(69.1%)、变异位点470个(30.9%)和简约信息位点232个(15.3%);臭荠、荠和小花碎米荠的FAE1序列在第132位分别缺失3个碱基,臭荠的FAE1基因在第515位缺失1个碱基。虽然荠和小花碎米荠的FAE1基因编码505个氨基酸、臭荠的FAE1基因仅编码186个氨基酸、其他种类的FAE1基因均编码506个氨基酸,但它们的氨基酸序列相似度高达88.9%;各种类的氨基酸序列存在151个变异位点,其中有6个变异位点与种子芥酸含量相关。Western blot及气相色谱分析结果表明:各种类的FAE1基因在酵母中均能表达出预期的蛋白产物;在臭荠和小花碎米荠FAE1基因的转化酵母细胞中无芥酸积累,而在其他种类FAE1基因的转化酵母细胞中均有芥酸积累;此外,除荠外的其他8种1亚种植物的种子芥酸含量与转化酵母细胞中的芥酸含量正相关。