黄梁木ACS基因家族鉴定及其表达模式分析

1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase,ACS)作为乙烯生物合成途径的限速酶,由多基因家族编码,对于乙烯在高等植物体内调控代谢和生长发育具有重要的意义。本研究利用生物信息学方法鉴定得到13个黄梁木ACS基因,并对其编码的蛋白进行系统进化和表达模式分析。结果显示,Nc ACSs可分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。序列分析显示,NcACSs基因长度在1412~4257 bp之间,含有3~5个外显子,共分布在10条染色体上。NcACS蛋白序列长度为327~537 aa,NcACS蛋白有7个显酸性和6个显碱性,且均为亲水性蛋白,其中包含3个稳定蛋白。NcACS蛋白具有多个潜在磷酸化位点,可通过磷酸化位点调节ACS酶活性。ACSs系统进化分析显示,NcACS6.1和NcACS6.2与AtACS6亲缘关系较近,推测NcACS6.1和Nc ACS6.2在功能上与AtACS6相似,在响应非生物胁迫时具有重要意义。通过转录组测序技术,对Nc ACSs进行表达模式分析,结果表明,NcACSs基因具有时空特异性,其中NcACS1、NcACS6.2和NcACS10.3在形成层中表达量相对较高,可能参与黄梁木次生生长中的木质部扩增。本研究为深入研究黄梁木NcACSs基因的功能以及探索ACS酶对速生林木生长发育的影响提供理论基础。

树莓1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶基因(RiACS)家族成员的克隆及生物信息学分析

【目的】树莓是一种营养丰富、风味独特的新兴水果,近年来中国树莓产业得到较大的发展,但树莓果实不耐贮存的特点成为制约树莓产业快速发展的瓶颈之一。1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase,ACS)是植物体内乙烯合成途径的限速酶,克隆树莓ACS基因家族成员可以推进树莓果实成熟分子机理的研究,为改善树莓果实不耐贮存的特性提供理论基础。【方法】采用电子克隆方法和PCR技术获得ACS基因家族成员序列并对其所编码蛋白质的理化性质、信号肽、亚细胞定位、蛋白结构、同源性和系统进化树进行预测和分析。【结果】克隆得到6条树莓ACS基因家族成员序列,生物信息学分析预测它们编码的蛋白均不含信号肽,RiACS4为跨膜蛋白,RiACS1-3可能定位于细胞核,RiACS4-6可能分别定位于内质网膜、细胞质、高尔基体,RiACS1-6二级结构类似,根据三级结构可分为2组,根据进化树可分为3组。【结论】为进一步研究树莓ACS基因的差异表达和树莓果实成熟机制奠定基础。

甜瓜ACS基因家族成员的鉴定及其表达特性分析

乙烯在高等植物生长发育等多个方面都具有重要的调控作用,而ACS(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid(ACC)synthase,1-氨基环丙烷-1羧酸合成酶)是乙烯生物合成途径的限速酶,由多基因家族编码,不同的发育、环境、激素刺激等信号诱导不同的ACS基因表达。本研究以甜瓜品种‘河套蜜瓜’(Cucumis melo L.cv.Hetao)为实验材料,应用生物信息学的方法从其基因组数据库中鉴定并筛选出ACS基因家族的全部成员,共鉴定得到11个甜瓜ACS基因。系统发生与进化关系分析结果表明,甜瓜ACS基因中,CmACS1和CmACS2属于Ⅰ型,CmACS7、CmACS10、CmACS11和CmACS12属于Ⅱ型,CmACS3和CmACS5属于Ⅲ型。启动子预测结果显示,甜瓜ACS基因启动子序列中,主要含有参与防御和胁迫响应的顺式作用元件和参与响应各种激素的顺式调控元件。半定量和实时荧光定量检测结果表明,甜瓜ACS基因表达具有组织特异性,CmACS1和CmACS11在果实跃变期表达量升高;CmACS3和CmACS5在各个组织中均未检测到表达量;CmACS7只在根中略有表达;而CmACS10和CmACS12在叶中表达量较高。这些结果预示着甜瓜ACS基因的转录调控可能参与了果实发育、成熟衰老过程以及对各种逆境的响应,这为该基因家族各成员的功能鉴定奠定了理论基础。

陆地棉GhACS基因家族鉴定及表达分析

1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase,ACS,EC 4.4.1.14)是乙烯生物合成过程的限速酶,对乙烯在高等植物体内的代谢调控具有至关重要的作用.本文通过系统发育分析和序列比对研究,鉴定出陆地棉基因组共编码22个GhACS基因,其编码蛋白含有7个与功能密切相关的保守基序,C末端具有多个潜在的Ser磷酸化位点;GhACS基因组织表达分析显示每个GhACS在棉花不同组织不同发育阶段表现出不同的基因表达谱,这些结果为进一步探究陆地棉GhACS基因家族的功能提供了有力的依据和参考.