Page 38 - 《广西植物》2022年第12期
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２ ０ ２ ８ 广 西 植 物 ４２ 卷
相互作用形成高级复合物ꎮ 本研究鉴定到 １６ 个
白菜 ＣｅｓＡ 基因ꎬ对白菜和拟南芥 ＣｅｓＡ 基因家族共
线性分析显示ꎬ两者的进化关系较近ꎬ而聚类在同
一 分 支 上 的 基 因ꎬ 如 Ｂｒａ０２３９５２、 Ｂｒａ０１１３４５ 与
ＡＴＣｅｓＡ１(ＡＴ４Ｇ３２４１０) 聚类在同一分支上ꎬ可能具
有相似的生物学功能ꎮ 对白菜 ＣｅｓＡ 基因家族成员
进行的理化性质分析表明ꎬ蛋白等电点介于 ４.７６ ~
９.１２ 之间ꎬ对酸性及碱性环境适应性均较好ꎮ １６
个家族成员定位在 ７ 条染色体上ꎬ其中 ＣｈｒＡ０３ 上
最多ꎬ且 Ｂｒａ０３６００８ 定位在 ｓｃａｆｆｏｌｄ 上ꎮ Ｎａｗａｚ 等
(２０１９) 的研究表明ꎬ家族成员蛋白有 ８ 个完整的
跨膜结构域ꎬ各种植物来源的 ＣｅｓＡ 基因在序列水
平上有些差异ꎮ 本研究中ꎬ白菜 ＣｅｓＡ 家族成员多
数有 ８ 个完整的跨膜结构域ꎬ其中 Ｃ 端有 ６ 个ꎬ近
Ｎ 端有 ２ 个ꎬ多数成员具有类似的保守结构域组
成ꎬ表明其功能存在相似性ꎮ ＣｅｓＡ 蛋白跨膜区在
Ａ０１－Ａ１０. 白菜染色体ꎮ
Ａ０１－Ａ１０. Ｂｒａｓｓｉｃａ ｒａｐａ ｖａｒ. ｇｌａｂｒａ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ.
膜上形成一个通道用于分泌葡萄糖链ꎬ在分泌通
图 ５ 白菜 ＣｅｓＡ 基因在染色体上的位置分布 道的活性区域的附近ꎬＤＤＤ 残基与 ＱＸＸＲＷ 保守
Ｆｉｇ. ５ Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｏｆ 结 构 域 行 使 催 化 糖 链 合 成 的 功 能 ( Ｒｉｃｈｍｏｎｄꎬ
ＣｅｓＡ ｇｅｎｅ ｉｎ Ｂｒａｓｓｉｃａ ｒａｐａ ｖａｒ. ｇｌａｂｒａ
２０００)ꎬ 本研究显示ꎬ白菜 ＣｅｓＡ 基因家族大部分成
员均含有 ＤＤＤ￣ＱＸＸＲＷ 结构域ꎬ与现有报道的拟
南芥与烟草等具有相同的结构域ꎬ存在进化上的
保守性ꎮ
ＣｅｓＡ 在转录水平调控纤维素合成ꎬ编码序列
中内含子的有无及其在序列中的位置造成了 ＣｅｓＡ
基因间 的 差 异 ( Ｒｉｃｈｍｏｎｄꎬ ２０００)ꎮ 已 有 研 究 显
示ꎬ烟草中鉴定出 ２１ 个 ＣｅｓＡ 基因家族成员中有
１２ ~ １６ 个内含子( 徐宗昌和孔英珍ꎬ ２０１７)ꎬ水稻
中鉴定出 １１ 个家族成员中有 １ ~ １３ 个内含子( 王
振怡等ꎬ ２０１５)ꎬ铁皮石斛( 兰晓天等ꎬ ２０１９) 和巨
龙竹(王文治等ꎬ ２０２１) 中均含有较多内含子ꎮ 本
研究对基因结构的分析显示ꎬ白菜 ＣｅｓＡ 基因家族
成员都有 ３ ~ １３ 个内含子ꎬ因其内含子较多ꎬ基因
进化保守性降低ꎬ转录时出现可剪接突变的概率
较高ꎬ因此 ＣｅｓＡ 基因家族之间在结构上存在差异ꎬ
１－５. 拟南芥染色体ꎻ Ａ０１－Ａ１０. 白菜染色体ꎮ
１－５. Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓꎻ Ａ０１－Ａ１０. Ｂｒａｓｓｉｃａ ｒａｐａ 具有丰富的多样性ꎮ 植物中存在多种纤维素合成
ｖａｒ. ｇｌａｂｒａ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ. 酶基因ꎬ不同基因作用在不同部位ꎬ表达的功能有
图 ６ 白菜与拟南芥间 ＣｅｓＡ 基因家族共线性分析 差异ꎮ 南荻的 ＭｌＣｅｓＡ７ 参与初级细胞壁的形成ꎬ
Ｆｉｇ. ６ Ｓｙｎｔｅｎｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＣｅｓＡ ｇｅｎｅ ｆａｍｉｌｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ＭｌＣｅｓＡ４、ＭｌＣｅｓＡ９ 则参与次级细胞壁的形成(李遥
Ｂｒａｓｓｉｃａ ｒａｐａ ｖａｒ. ｇｌａｂｒａ ａｎｄ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ
等ꎬ ２０２１)ꎻ杉木的 Ｃｌ ＣｅｓＡ１ 参与木材次生壁形成ꎬ
ＣｌＣｅｓＡ２ 参与细胞初生壁的形成( 庞景等ꎬ ２０１５)ꎻ
纤维素的生物合成ꎬ高等植物纤维素合成酶复合 琯溪蜜柚中ꎬＣｒＣｅｓＡ２￣２ 基因参与初生壁纤维素合
体中ꎬ存在 ３ 种以上 ＣｅｓＡ 亚型参与ꎬ其亚基之间 成调控ꎬ ＣｒＣｅｓＡ４、ＣｒＣｅｓＡ７￣１、ＣｒＣｅｓＡ８ 参与了次生
