Page 47 - 《广西植物》2026年第4期

４ 期 冯新等: 猕猴桃 ＡｃＰＡＬ 家族基因的鉴定及在果实成熟过程的表达 ６ ０ ５

表 ２ ＡｃＰＡＬ 基因编码蛋白的基本理化特性
Ｔａｂｌｅ ２ Ｂａｓｉｃ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｅｎｃｏｄｅｄ ｂｙ ＡｃＰＡＬ ｇｅｎｅｓ
分子量
氨基酸
基因名称 基因 ＩＤ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ 等电点 不稳定系数 总亲水性值 亚细胞定位
Ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ
Ｇｅｎｅ ｎａｍｅ Ｇｅｎｅ ＩＤ ｗｅｉｇｈｔ ｐＩ Ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｎｄｅｘ ＧＲＡＶＹ Ｓｕｂｃｅｌｌａｒ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ
(ａａ)
(Ｄａ)
ＡｃＰＡＬ１ ＣＥＹ００＿Ａｃｃ０３７８５ ７０６ ７７ ０４４.２０ ６.０９ ３２.９３ －０.１３５ 细胞质 Ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ
ＡｃＰＡＬ２ ＣＥＹ００＿Ａｃｃ０８４８１ ７０９ ７６ ５８６.５７ ５.９２ ３３.１６ －０.１０１ 细胞质 Ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ
ＡｃＰＡＬ３ ＣＥＹ００＿Ａｃｃ０８５３０ ７１３ ７７ １００.３１ ６.００ ３４.７３ －０.１０３ 细胞质 Ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ
ＡｃＰＡＬ４ ＣＥＹ００＿Ａｃｃ２０９４３ ７０９ ７７ ５０２.７２ ６.０３ ３５.５７ －０.１５０ 细胞质 Ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ
ＡｃＰＡＬ５ ＣＥＹ００＿Ａｃｃ２０９４４ ７１２ ７７ ６９７.７１ ６.１７ ３４.４２ －０.１７４ 细胞质 Ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ
ＡｃＰＡＬ６ ＣＥＹ００＿Ａｃｃ３０１４７ ７１６ ７７ ０７５.００ ５.９６ ２９.４４ －０.０９７ 细胞质 Ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ
ＡｃＰＡＬ７ ＣＥＹ００＿Ａｃｃ３２２０６ ７２２ ７７ ８２４.８６ ６.１３ ２９.３５ －０.１２６ 细胞质 Ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ

成共线性基因对ꎬ如 ＡｃＰＡＬ１ 与 ＡｃＰＡＬ２、ＡｃＰＡＬ１ 与 亲缘关系最近ꎮ 此外ꎬＡｃＰＡＬ 成员呈现出物种特
ＡｃＰＡＬ７、 ＡｃＰＡＬ２ 与 ＡｃＰＡＬ３、 ＡｃＰＡＬ２ 与 ＡｃＰＡＬ６、 异 性 聚 类ꎬ 如 分 支 ＩＩａ 的 ＡｃＰＡＬ１、 ＡｃＰＡＬ４ 和
ＡｃＰＡＬ２ 与 ＡｃＰＡＬ７ 等(图 １:Ａ)ꎬ说明片段重复事件 ＡｃＰＡＬ５ꎬ分支 ＩＩｂ 的 ＡｃＰＡＬ２ 和 ＡｃＰＡＬ３ꎬ以及分
是推动 ＡｃＰＡＬ 家族基因数量扩张的重要因素ꎮ 为 支 ＩＩｃ 的 ＡｃＰＡＬ６ 和 ＡｃＰＡＬ７ꎬ这与同一物种特异
评估选择压力ꎬ计算了每对共线性基因的非同义替 性分支内的 ＡｃＰＡＬ 成员具有更高序列相似性的结
换率(Ｋａ)和同义替换率(Ｋｓ)ꎬ结果表明 １０ 对共线 果相符ꎮ
性 ＡｃＰＡＬ 基因对的 Ｋａ / Ｋｓ 比值为 ０.０４８ ~ ０.１３８ꎬ均 ２.４ ＡｃＰＡＬ 家族基因的结构域与外显子和内含子
小于 １ꎬ说明 ＡｃＰＡＬｓ 家族基因经历了纯化选择ꎮ 组成
此外ꎬ为鉴定 ＡｃＰＡＬ 家族的直系同源基因ꎬ分 种内系统发育分析结果显示ꎬ７ 个 ＡｃＰＡＬ 基因
析并绘制了猕猴桃与两种双子叶植物( 拟南芥、茶 被分为 ３ 个主要分支( 图 ３:Ａ)ꎬ该结果与种间系
树)及两种单子叶植物(水稻、玉米)的种间同源图 统发育树的聚类趋势一致ꎮ 采用 ＭＥＭＥ 工具从
谱ꎮ 结果(图 １:Ｂ、Ｃ) 表明ꎬ猕猴桃 ＡｃＰＡＬ 家族基 ＡｃＰＡＬ 家族中鉴定到 １２ 个保守基序且 ７ 个 ＡｃＰＡＬ
因与其他双子叶植物的 ＰＡＬ 基因存在显著的共线 基因编码蛋白的基序排列顺序与数量完全一致
性关系ꎮ 其中ꎬＡｃＰＡＬ 家族与茶树 ＣｓＰＡＬ 家族的共 (图 ３:Ｂ)ꎮ 保守结构域分析结果( 图 ３:Ｃ) 表明ꎬ
线性基因对数量最多(１６ 对)ꎬ与拟南芥 ＡｔＰＡＬ 家 所有 ＡｃＰＡＬ 基因均含有完整的 ＰＬＮ０２４５７ 结构域ꎬ
族的 共 线 性 基 因 对 为 ８ 对ꎮ 相 比 之 下ꎬ 猕 猴 桃 提示其均具备 ＰＡＬ 蛋白的核心功能特征ꎮ 氨基酸
ＡｃＰＡＬ 家族与单子叶植物 ＰＡＬ 基因的共线性关系 序列的同源比对结果如图 ４ 所示ꎬ猕猴桃 ＡｃＰＡＬ
较弱ꎬ与水稻 ＯｓＰＡＬ、玉米 ＺｍＰＡＬ 家族的共线性基 蛋白之间ꎬ以及 ＡｃＰＡＬ 蛋白与其他物种 ＰＡＬ 蛋白

因对均仅为 １ 对ꎮ 之间均具有高度的氨基酸序列保守性ꎬ并且所有
２.３ ＡｃＰＡＬ 家族基因的系统进化 ＡｃＰＡＬ 蛋 白 均 含 有 ＰＡＬ 活 性 中 心 基 序ꎬ 即

为了评估系统进化关系ꎬ利用猕猴桃与水稻、 ＧＴＩＴＡＳＧＤＬＶＰＬＳＹＩＡꎬ该基序是催化 Ｌ￣苯 丙 氨 酸
玉米、拟南芥、毛果杨及茶树的 ＰＡＬ 蛋白序列比对 转化为反式肉桂酸的关键结构ꎮ 此外ꎬＡｃＰＡＬ 蛋

数据集ꎬ构建种间系统发育树ꎬ结果如图 ２ 所示ꎬ 白中还存在保守的 ＦＬ(苯丙氨酸￣亮氨酸)二肽ꎬ该
所有植物 ＰＡＬ 蛋白聚类形成 ２ 大分支ꎬ即单子植 ＦＬ 残基在调控 ＰＡＬ 酶的底物特异性中起关键作
物分支(分支 Ｉ)和双子叶植物分支(分支 ＩＩ)ꎬ表明 用ꎻ同时ꎬＡｃＰＡＬ 蛋白还包含植物 ＰＡＬ 家族保守的
植物 ＰＡＬ 家族基因随物种进化而出现分歧ꎮ 双子 催化活性位点 ＧＬＡＬＶＮＧ、ＮＤＮ 及 ＨＮＱＤꎮ 上述结
叶植物分支进一步聚类为 ５ 个小分支( 分支 ＩＩａ－ 构特征表明ꎬ７ 个 ＡｃＰＡＬ 蛋白均具有保守的催化
分支 ＩＩｅ)ꎬ７ 个猕猴桃 ＡｃＰＡＬ 成员分别聚类于分 活性ꎬ为其行使苯丙氨酸解氨酶功能提供了结构
支 ＩＩａ、分支 ＩＩｂ 和分支 ＩＩｃ 且与茶树 ＣｓＰＡＬ 成员的 基础ꎮ