王鹏¹ , 罗朝鹏² , 盖江涛¹

1中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所, 农业部华南作物基因资源与种质创制重点实验室, 儋州, 571737; 2中国烟草总公司郑州烟草研究院, 郑州, 450001
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《分子植物育种》印刷版, 2018 年, 第 16 卷, 第 43 篇   
收稿日期: 2017年03月27日    接受日期: 2017年04月26日    发表日期: 2018年01月18日

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甲基腐胺氧化酶(MPO)是茄科植物中腐胺衍生的生物碱合成途径中重要基因。前人研究表明，MPO基因由DAO基因进化而来，然而其在植物中的完整进化图景未见报道。本研究在全基因组水平上全面鉴定MPO基因所属的CuAO基因的基础上，通过进化分析，构建了植物的MPO基因进化路径。首先，从已报道的MPO、CuAO及DAO基因中均鉴定得到了三个保守结构域；在此基础上，结合BLAST和HMMER，从6个植物基因组中鉴定得到了35个CuAO家族基因。系统发育分析表明，该家族基因分为4个亚家族。亚家族I和II均为AO基因；亚家族III基因功能还未获鉴定，该亚家族基因在烟草属植物中不存在；亚家族IV基因仅在菊亚纲中发现，其在茄科中进一步分化成DAO基因和MPO基因。本研究表明，MPO基因的起源最早可追溯到AO基因，而其最近的祖先出现于菊亚纲，最终在茄科植物起源后进化得到具有MPO活性的基因，从而整合入尼古丁等腐胺衍生的生物碱生物合成途径。

腐胺甲基氧化酶；含铜氨基氧化酶；基因挖掘； 进化