陈丽兰 , 王亚如 , 郭燕芳 , 邓祖湖 , 王锦达^*

福建农林大学,国家甘蔗工程技术研究中心,福州, 350001
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2021 年, 第 19 卷, 第 9 篇   
收稿日期: 2020年04月20日    接受日期: 2020年04月24日    发表日期: 2021年07月22日

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茉莉酸类物质(JAs)作为植物体内的内源生长调节物质，其包括了茉莉酸、茉莉酸甲酯、茉莉酸异亮氨酸及其相关衍生物质，对植物生长发育及抗性防御机制发挥着重要作用。丙二烯氧化物合成酶(allene oxide synthase, AOS)是植物体内茉莉酸生物合成途径的关键酶，影响着茉莉酸类物质的生物合成，进而调节植物的形态建成和防御反应。本研究基于甘蔗转录组数据库，成功克隆到甘蔗丙二烯氧化物合成酶ScAOS的 ORF全长序列，利用生物信息学方法了解该基因基本理化性质，并通过 qRT-PCR实验分析不同组织和不同胁迫下ScAOS 的表达水平差异。生物信息学结果表明，ScAOS 基因开放阅读框为 1 450 bp，编码 482个氨基酸，等电点为 6.30，不稳定系数为 28.4，平均疏水性值为 -0.12，预测ScAOS 基因编码的蛋白为稳定酸性亲水蛋白。二级结构三级结构预测其元件结构主要为α- 螺旋结构和无规则卷曲，该基因含有 P450超家族的PLN02648的结构域，属于细胞色素 P450基因家族中的 CYP74A蛋白家族成员。系统进化树结果显示，ScAOS 与高粱处在同一分支上，一致性高达 90.4%。qRT-PCR结果显示，ScAOS 在甘蔗根茎叶中均有表达，其中在茎中的表达量最高，在叶中的表达量最低。不同胁迫处理的表达差异结果显示，ScAOS 均能响应盐害、干旱、植物激素、病虫害等环境胁迫。其中在 NaCl、PEG、MeJA、病原菌和黏虫取食胁迫下表达水平均表现持续上升趋势，而在 ABA处理下则表现下调趋势。本研究成功克隆到甘蔗ScAOS 基因，并通过表达分析发现ScAOS 在植物抗性防御方面作用显著。

甘蔗；丙二烯氧化物合成酶；生物信息学；表达分析