研究报告

四种不同碳同化途径植物的NADP-苹果酸酶基因家族分析  

王玉兰 1,2 , 张玉芳 1 , 夏春兰 1,2 , 闻志彬 1*
1 中国科学院新疆生态与地理研究所, 中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室, 乌鲁木齐, 830011; 2 中国科学院大学, 北京, 100049
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2019 年, 第 17 卷, 第 1 篇   
收稿日期: 2019年02月02日    接受日期: 2019年02月08日    发表日期: 2020年06月16日
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摘要
NADP- 苹果酸酶(NADP malic enzyme, NADP-ME)是苹果酸代谢通路中的关键酶,由一个小的基因家族编码,进化关系复杂。因此,本研究以四种光合碳同化途径(C3 , C3-C4 中间型, C4 和 CAM 植物) 15 种植物的 48 个 NADP-ME 序列为研究对象,通过生物信息学软件对它们的基因特性及系统进化关系进行分析和预测,以解析该家族的基因特性及揭示 C3-C4 中间型植物同 C3 和 C4 植物之间的进化关系。结果表明,所有氨基酸序列都含有 5 个保守区域,其中 C3 植物保守位点发生差异的序列个数相对较少;C3、C4 和 CAM 代表性植物中,NADP-ME 基因家族亚细胞定位在细胞质多于叶绿体,中间型与之相反;所有 NADP-ME 基因所编码的蛋白都是没有信号肽和跨膜结构域的亲水性蛋白;琢 螺旋和不规则卷曲是构成 NADP-ME 蛋白二级结构的主要元件;这些序列被划分为四种类型,第玉类是双子叶植物质体型,第域类是双子叶植物胞质型,第芋类包括单子叶植物质体型和胞质型,第郁类是其它类型。中间型植物的 NADP-ME 序列分布在所有类型中(玉类, 域类, 芋类和郁类),CAM 植物 NADP-ME 归属于郁类。本研究对四种碳同化类型植物的 NADP-ME进行综合分析,为深入探究揭示 NADP-ME 复杂的进化关系以及 NADP-ME 的功能提供参考。
关键词
NADP- 苹果酸酶;碳同化途径;C3-C4 中间型植物;生物信息学分析

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《分子植物育种》印刷版
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