Page 39 - 《广西植物》2020年第12期
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ϟ Ꭾ ࿗ 广জ 西জ 植জ 物 ࿗ԡ 卷
列分别与公共数据库中进行对比分析ᖔ共ጢ ᤃሕ个 酰 ዶऊ۪ 合成酶ྉ ዶ୩ɯܦዶܦᏇ᥋酮脂酰 ዶऊ۪ 脱水
基因序列被注释ᖔ 占新基因数量的 Ꭾጢ ऐᠮᤥ 其 酶ྉ̀ዶ᧕ɯ和烯脂酰 ዶऊ۪ 还原酶ྉጶዶɯᖔ在藜麦中
中᧥注释到 શʢ 数据库的新基因数量最多ᖔ有ጢ ጢᎮऐ 编码基因数目分别为 ܦϟϟܦϟሕܦ 和 ሕᤥ èዶ୩ 系统
个ᖔ占所有新基因数目的 Ꭾጢᠮଫ其次是 ᔀ੫੫શᨃ᥈ 催化连续循环ᖔ每次增加 个碳长度ᖔ直到生成软
数据库ᖔ注释新基因数目为ሕ ࿗ጢ࿗个ଫ注释到 ጶ᥈᥈ 脂酸᥋ዶऊ۪ 和硬脂酸 ዶऊ۪ᖔ其在酰基 ዶऊ۪ 硫酯酶
数据库的新基因数目为ϟ ϟᤃϟ个ᖔ占挖掘新基因数 ྉèዶఋɯ的作用下将 ዶऊ۪ 释放ᖔ终止碳链延伸反应ᤥ
目的 ϟጢᤃᤃᠮᤥ 随后ᖔ游离脂肪酸在 ᓂዶऊ୩ 的作用下形成三酰甘油
合成的底物ᗵᗵᗵ脂酰 ऊᆍዶᤥ
表 ϓই 藜麦新基因注释 ԣॹᇺ 藜麦脂肪酸合成途径基因的组织表 达 模 式
ఋᑕᤦᔀ ϟজ ዶႿႿᆍᡷᑕᡷᔽᆍႿ ʢᔀ༁ࣼᡷ༁ ᆍ Ⴟᔀऔ ੫ᔀႿᔀ༁ ᔽႿ ीࣼᔽႿᆍᑕ
分析
注释数据库 新基因数 基于藜麦根ྉఋϟɯܦ茎ྉఋɯܦ叶ྉఋሕɯܦ花ྉఋ࿗ɯ
ዶႿႿᆍᡷᑕᡷᔀʛ ʛᑕᡷᑕᤦᑕ༁ᔀ શᔀऔ ੫ᔀႿᔀ Ⴟࣼቝᤦᔀʢ
和种子ྉఋጢɯ转录组的表达数据ᖔ以种子为试验组ᖔ
ऊᨃ᥈ ጢϟँ
以其他组织为对照组ᤥ 对筛选的差异表达基因进
᥈ᨃ ϟ ऐᎮ
行 ۪ᑕᡷၤऔᑕᢃ 富集性分析ᖔ 筛选富集度水平 ྉ ۗ ጐ
ጶ᥈᥈ ϟ ϟᤃϟ
ԡԡጢɯ且显著水平前 ԡ 个代谢通路进行通路作
ᨃ᥈ ϟ ऐጢጢ
图ᖔ每组差异表达基因都有一些被归类于脂肪酸
۪ᑕቝ ϟᤃԡ
生成途径ᖔ如脂肪酸生物合成途径ܦ脂肪酸代谢途
୩औᔽ༁༁᥋۪ʢᆍᡷ ሕϟጢ
径ܦ脂肪酸延长ྉ 表 ሕɯᤥ 对涉及藜麦脂肪酸合成
ᔀ੫੫શᨃ᥈ ሕ ࿗ጢ࿗
途径的差异表达基因进行分析ᖔ在根 ༁ 种子ܦ茎 ༁
શʢ ጢ ጢᎮऐ
种子ܦ叶 ༁ 种子和花 ༁ 种子中ᖔ差异表达基因分
别为 ࿗ጢ 个ܦሕጢ 个ܦሕሕ 个和 ሕ 个ᖔ其中上调表达基
ԣॹԣ 藜麦脂肪酸合成途径基因挖掘 因数目分别为 ሕँ 个ܦሕϟ 个ܦ 个和 ጢ 个ᖔ下调表
基于藜麦基因组和转录组数据的 ጶ᥈᥈ 代谢 达基因数目为 ᤃ 个ܦ࿗ 个ܦϟϟ 个和 Ꭾ 个ྉ图 ɯᤥ
途径分析ᖔ为全面挖掘藜麦营养物质合成途径解 ԣॹ 乙酰 ࣷᅳዛ 羧化酶ྉዛࣷࣷᐹᓣɯ分析
析和代谢网络构建提供了数据支撑ᤥ 脂肪酸合成 乙酰 ऊᆍዶ 羧化酶催化作用是脂肪酸生物合成
是植物油脂合成的基础ᖔ基于藜麦基因组和不同 的第一步ᖔ也是脂肪酸合成的限速步骤ᖔ该步骤依
组织转录组数据ᖔ 对藜麦脂肪酸生物合成途径 赖 ዶఋ۪ᖔ与种子含油量密切相关ᤥ 乙酰 ऊᆍዶ 羧化
ྉᑕᡷᡷᢃ ᑕዹᔽʛ ᤦᔽᆍ༁ᢃႿᡷၤᔀ༁ᔽ༁ᖔҴᆍԡԡԡᤃϟɯ进行分析ᖔ挖掘得 酶由 ࿗ 个亚基组成ᖔ 即生物素羧基载体蛋白
到相关基因 ऐᎮ 个ᖔ共编码 ϟጢ 种酶 ᣰ 蛋白ྉ 表 ᖔ图 ྉାऊऊ۪ɯ亚基ܦ生物素羧化酶ྉାऊɯ 亚基ܦ羧基转移
ϟɯᤥ 其中᧥编码长链酰基辅酶 ዶ 合成酶ྉᓂዶऊ୩ɯ 基 酶ྉऊఋɯ的 ም᥋ऊఋ 亚基和 Ꮗ᥋ऊఋ 亚基ᤥ 在藜麦中鉴
因数目最多ᖔ为 ԡ 个ଫ其次为 Ꮗ᥋酮脂酰 ዶऊ۪ 还原 定出 ϟᎮ 个基因编码 ࿗ 个亚基ᖔ其中 ጢ 个 ᐹዞዞଧ 基因
酶ྉዶɯᖔ编码基因数目为 ϟሕ 个ᤥ 结合 ጶ᥈᥈ 通 编码 ାऊऊ۪ᖔ 个 ᐹዞዞࣷ 基因编码 ାऊᖔᎮ 个 ᐹዞዞዛ 和 ሕ
路对比结果ᖔ构建了藜麦脂肪酸生物合成途径ྉ 图 个 ᐹዞዞᦵ 基因分别编码 ም᥋ऊఋ 和 Ꮗ᥋ऊఋ 亚基ྉ 表 ࿗ɯᤥ
ϟɯᖔ乙酰 ऊᆍዶ 是藜麦脂肪酸生物合成的前体ᖔ其在 在植物中ᖔ细胞质中 ም᥋ऊఋ 亚基所表达的前体蛋白
乙酰 ऊᆍዶ 羧化酶ྉ ዶऊऊᑕ༁ᔀɯ 作用下生成丙二酸单 被运送到叶绿体中ᖔ与 Ꮗ᥋ऊఋ 亚基所表达的蛋白结
酰 ऊᆍዶᖔ该步骤是从头合成脂肪酸的第一步反应ᤥ 合ᖔ形成 ዶऊऊᑕ༁ᔀ 的羧基转移酶ྉऊఋɯᖔ对 ዶऊऊᑕ༁ᔀ
上述过程形成的丙二酸单酰 ऊᆍዶ 是脂肪酸链延伸 功能的发挥起着重要的作用ᤥ 在藜麦中ᖔም᥋ऊఋ 亚
的二碳单位的直接供体ᤥ 丙二酸单酰 ऊᆍዶ 再经过 基氨基酸数目介于 ጢϟሕ ጲ Ꭾሕᤃᖔ理论等电点为 ऐԡऐ ጲ
脂肪酸合酶ྉèዶ୩ɯ 系统ᖔèዶ୩ 由 ጢ 部分组成ᖔ分别 ँϟ࿗ᤥ 除去 ͐ዹèᤦᤃᖔ其余 ም᥋ऊఋ 亚基脂溶系数为
为丙二酸单酰辅酶 ዶ᥋ዶऊ۪ 转移酶ྉᥘዶఋɯܦᏇ᥋酮脂 ऐँᤃሕ ጲ ँጢ࿗ሕ ྉ小于 ϟԡԡɯᖔ 不稳定系数为 ሕሕᤃ࿗ ጲ
