山药SuSy基因全长cDNA序列的结构、进化和表达

【目的】阐明山药蔗糖合成酶(SuSy,EC 2.4.1.13)基因家族的成员及其功能。【方法】利用RT-PCR和RACE技术从大薯(Dioscorea alata)地下块茎中分离到1个SuSy基因(DaSuSy1)全长cDNA序列,并用DANSTAR和Clastal W等软件分析该序列的结构特征和分子进化,采用RT-PCR和Northern杂交对该基因的时空表达进行分析。【结果】DaSuSy1全长cDNA序列大小为2673bp,其中最大开放阅读框(ORF)、5'端和3'端的非翻译区分别含有2445bp、7bp和221bp,而且3'端的非翻译区含1个24nt的Poly(A+)尾;最大ORF可编码814个氨基酸,分子量为92.76kD,等电点为6.42,含有蔗糖合成酶和葡糖基转移酶两个保守功能域及两个磷酸化位点,即N端的Ser10和C端的SNLDRRET781 RR(Ser774～Thr781)。该基因在全长cDNA序列、编码区cDNA序列及其编码氨基酸序列的水平上与GenBank中所选已知物种SuSy基因相应序列的同源性分别达45.3%～71.3%、45.8%～74.8%和50%～84.7%,与禾本科植物SuSy基因家族中一些成员亲缘关系最近。DaSuSy1在非光合器官中表达,其中地下块茎表达最为强烈,而且从块茎形成初前期开始表达一直增强至盛中期,此后逐渐减弱。【结论】DaSuSy1是山药SuSy基因家族成员,归为单子叶植物SuSy基因的组别,仅在非光合器官中表达编码负责蔗糖-淀粉转化功能的SuSy同工型。