植物GPATs基因研究进展

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基因芯片技术在植物基因克隆中的应用研究进展

研究的论文，之后基因芯片技术及其应用的发展突变过去传统的多个、不连续的分析过程为一个连续飞猛进。美国的Ｆｄｒ（９１在硅芯片表面涂布一的、速的检测分析过程，能节约时间又能节省ｏｏ等１９）快既种光敏材料，采用光蚀刻技术，光引导下原位合成试剂费用，次可以对大量的生物分子进行检测分在一
ｔｎｉｔｒａｉｎｌｎｏｅｔ，ｄｌｓｄｉａｙａｅｓＷｅｏｔｎｓｔｅｃｎｅｔｔｃｎｃｌｆａｒｎｈｉｎｅｎｔａｄｄｍｓｉｗｉｅｙｕｅｎｍｎｒａ．ｏｏａｃｕｌｅｈｏｃｐ，ｅｈｉｄｅｔｅａｄｔｅｉｕｍａｎｃａｓｆａｉｎｏｅｅｃｉｓｉｉｐｐｒｅｈｓｚｅｅｔｎｏｅｅｅｐｅｓｏ，ｅｅｍｕａｉｎａｄｐｌ — ｉｌｓｉｃｔｆｇｎｈｐｎｔｓａｅ，ｍｐａｉｅｄｔｃｉｆｇｎｘｒｓｉｎｇｎｔｔｎｏｙｉｏｈｏｏｍｏｐｉｍｎｌｓｓｏｅｇｎｍｅＤＮＡｎｌｓｓｏｔｅｏｉｓｒｓａｃｎｅｅｔｎｏｅｅｉａｌｄｆｄｒｈｓａａｙｉｆｔｅｏｈａａｙｉ，ｐｓ— ｎｍｃｅｅｒｈａｄｄｔｃｉｆｇｎｔｌｍｏｉｅｇｏｃｙｉｃｏｓａｄｅｐａｎｉｒｂｅｎｒｓｅｔ．ｒｐ，ｎｘｌｉｓｐｏｌｍｓａｄｐｏｐｃｓｔＫｅｗｏｄＧｅｅｃｉｓＧｅｅｃｏｉｇＰａｔｙｒｓｎｈｐ，ｎｌｎｎ，ｌｎ

柑橘类植物和其它植物的GPAT和SOD基因分子进化分析

ＭｏｅｕａｏｕｉｎＡｎｌｓｓｏｌｃｌｒＥｖｌｔｏａｙｉｆＧＰＡＴｎＯＤｎｓａｄＳＧｅｅ
ｉｔｕｎｈｒＰａｔｎＣｉｒｓａｄ０ｔｅｌｎｓ
ＷＵ，ＬＵｎＢｏＩＹｏｇ
摘要：甘油一磷酸酰基转移酶（ＰＴ基因和超氧化物歧化酶（Ｏ基因是与植物抗寒和抗逆密切相关的３一ＧＡ）ＳＤ）
２个基因。为了研究柑橘类植物之间以及和其它植物之间上述两基因的分子进化的异同，已经获得的数种柑
橘类植物的ＧＡＰＴ基因、ＯＳＤ基因氨基酸序列和通过检索Ｇｎａｋ数据库获得的相关序列为试验数据，ｅＢｎ使用
ＰＵ４０软件，过最大简约法，ＡＰ．通分别构建ＧＡＰＴ基因、ｅＭＦ／ｎ—ＳＤ基因、ｕＺＯＣ／ｎ—ＳＤ基因和总ＳＤ基因的ＯＯ
分子系统进化树。ＧＡＰＴ基因分子系统进化树分析结果表明，ＰＴ基因在单子叶和双子叶植物中的进化差异ＧＡ不大，在柑橘类植物中的进化差异较大；ｅＭＦ／ｎ—ＳＤ基因分子系统进化树分析结果表明，基因分子进化与Ｏ该植物自身的抗逆能力有密切关系；ｕＺＣ／ｎ—ＳＤ基因分子系统进化树分析结果表明，基因在进化上是相当保Ｏ该守的。总ＳＤ基因分子系统进化树分析结果表明，ＯＯＳＤ基因的进化和聚类并不是以植物的科属是否相同或相江西农 Nhomakorabea 大学学报
２１，３１：１２— １７０１３（）０６０６

植物GPATs基因研究进展

摘要：甘油一３一磷酸酰基转移酶（Ｇｌｙｃｅｒｏｌ一３一ｐｈｏｓｐｈａｔｅａｃｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ，ＧＰＡＴ）是三酰甘油（Ｔｒｉａｃｙｌｇｌｙｃｅｒｏｌ，ＴＡＧ）生物合成的限速酶，催化ＴＡＧ生物合成的起始步骤ＧＰＡＴｓ主要负责将脂肪酰基从酰基．酰基载体蛋白（ａｃｙｌ — ＡＣＰ）或酰基辅酶Ａ（ａｃｙ１．ＣｏＡ）上转移到甘油．３．磷酸的（Ｇｌｙｃｅｒｏ１．３．ｐｈｏｓｐｈａｔｅ，Ｇ３Ｐ）ｓｎ．１位置上。有些成员还具有ｓｎ一２
ｒａｔｅ－－ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｓｔｅｐｏｆＴＡＧｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｐａｔｈｗａｙ．ＳｏｍｅＧＰＡＴｓｈａｖｅｓｎ－－２ｔｒｎｓａｆｅｒａｃｔｉｖｉｔｙ．ＰａｒｔｍｅｍｂｅｒｓｏｆｔｈｅＧＰＡＴｇｅｎｅｆａｍｉｌｙｈａｖｅｂｅｅｎｃｌｏｎｅｄｆｒｏｍｄｉｆｅｒｅｎｔｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｒｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｓ，ＧＰＡＴｓｃａｎｂｅｃｌａｓｓｉｉｆｅｄ

筛选GPAT基因的酵母遗传互补体系的优化

筛选GPAT基因的酵母遗传互补体系的优化作者：陈丹丹刘宏波来源：《江苏农业科学》2019年第13期摘要：3-磷酸甘油酰基转移酶（glycerol-3-phosphate acyltransferase，GPAT）是甘油脂生物合成途径中催化第1步酰化反应的关键酶，参与生物体的不同代谢途径，发挥着不同的生理功能。

本研究对已构建的GPAT基因酵母遗传互补筛选体系进行优化，通过替换酵母表达载体pYES2-Kan-yADH1 v1中ADH1启动子，增强目的基因的表达;同时，在酵母遗传转化后对菌株进行复苏培养，提高遗传转化效率，增加阳性菌落数目。

该体系的优化将进一步提高GPAT 酶的筛选效率。

关键词：3-磷酸甘油酰基转移酶;启动子;酵母;遗传互补中图分类号： Q344+.13;S188 ;文献标志码： A ;文章编号：1002-1302（2019）13-0064-03三酰甘油（triacylglyceride，TAG）是植物油脂的主要储存形式，其从头合成途径受3-磷酸甘油酰基转移酶（glycerol-3-phosphate acyltransferase，GPAT）的催化，即将酰基辅酶A或酰基-ACP的酰基部分转移到3-磷酸甘油的sn-1位生成溶血磷脂酸[1]，这是甘油脂从头合成途径中的第1步限速反应。

因此，GPAT酶在细胞的基础代谢、植物的生长发育及油料作物的产量和品质改良等方面具有重要作用[1-3]。

然而，迄今为止，植物中究竟有多少不同的基因编码线粒体和细胞质中的GPAT酶还不清楚，主要原因是缺乏有效分离和鉴定GPAT基因的手段。

目前研究者常用的GPAT酶分析手段有2种，一种是利用放射性同位素标记的3-磷酸甘油来体外测定酶活性[4]，但这种方法操作不便，且不适用于GPAT基因的大规模研究;另一种是利用甘油营养缺陷型Escherichia coli plsB突变体的遗传互补来研究原核生物的GPAT酶[5-6]，然而该方法并不适用于真核生物的GPAT酶的筛选。

植物GPATs基因研究进展

植物GPAT s基因研究进展刘聪1,肖旦望1,施春霖1,胡学芳1,邬克彬1,官春云1,2,熊兴华1,2【摘要】摘要:甘油-3-磷酸酰基转移酶(Glycerol-3-phosphate acyltransferase,GPAT)是三酰甘油(Triacylglycerol,TAG)生物合成的限速酶,催化TAG生物合成的起始步骤。

GPATs主要负责将脂肪酰基从酰基-酰基载体蛋白(acyl-ACP)或酰基辅酶A(acyl-CoA)上转移到甘油-3-磷酸的(Glycerol-3-phosphate,G3P)sn-1位置上。

有些成员还具有sn-2酰基转移活性。

目前已经在多种植物中克隆得到了GPAT基因。

这些GPAT基因编码的酶主要分为三类,它们在细胞中分别定位于质体、线粒体和内质网上。

这些酶参与三酰甘油、几丁质和软木脂等多种脂质的生物合成,在植物的生长发育中发挥着非常重要的作用。

文章介绍了植物GPAT基因的染色体定位和基因结构以及GPAT酶的亚细胞定位、sn-2酰基转移特异性、GPAT酶的底物选择性及其生理功能的最新研究进展。

【期刊名称】遗传【年(卷),期】2013(035)012【总页数】8【关键词】关键词:GPAT基因;底物选择性;sn-2特异性;GPAT功能GPAT是三酰甘油生物合成的限速酶[1],主要将酰基从acyl-ACP或acyl-CoA(定位于质体的GPAT酶以acyl-ACP为酰基供体,定位于内质网和线粒体的GPAT酶以acyl-CoA为酰基供体)[2]转移到G3P的sn-1位置上形成溶血磷脂酸(Lysophosphatidic acid,LPA)[2～4]。

溶血磷脂酸和acyl-CoA在溶血磷脂酸酰基转移酶的作用下形成磷脂酸(Phosphatidic acid,PA)[5]。

在磷脂酸磷酸酶的作用下,PA脱去磷酸基团形成二酰甘油(Diacylglycerol,DAG),经二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT)的催化作用产生三酰甘油[6]。

[重点]模式植物拟南芥遗传应用综述

模式植物拟南芥遗传应用综述摘要：拟南芥作为一种比较经典的“模式植物”，在研究相关的其他生物的生命活动规律中，因其结构简单，相似性高，而表现出其他生物无法比拟的优越性，成为了科学家们最理想的研究对象。

本文分别从问题的提出、历史的发展、现状的分析和前景的预测四个方面对拟南芥在科学界的地位及作用进行了综合性的总结和叙述。

关键词：拟南芥；模式植物；遗传；应用一、前言纵观过去和现在，科学界对拟南芥的重视程度以及拟南芥在生物遗传学的地位有着巨大的差异。

尤其是近几年来，科学界对拟南芥的热衷程度日渐加深，完全不同于90年代以前的冷淡。

而且现在的科学家们对于拟南芥的研究方向是各种各样的，越来越广泛。

本文就是对拟南芥在不同研究课题下所起的作用、在遗传应用上所表现的优越性进行一个总结性的综述，探讨产生此种现象的原因，从而得出此种作物在生物学上的大致研究方向，并作出相应的前景预测，让我们对它的研究潜力进行进一步的挖掘，让它的贡献更大化。

此外，也希望通过本文，让大家对拟南芥在过去和现在的发展有一个更加清楚的了解，把握住大致的脉络，并对今后的研究提供相应的指导和帮助。

二、历史的发展：虽然孟德尔以豌豆为实验材料开创了现代遗传学, 后来麦克林托克又研究了玉米, 发现了惊人的“跳跃基因”, 但总的来说, 这些植物都不是研究分子遗传学的良好材料。

高等植物通常需要较大的种植面积, 特殊的条件, 而且繁殖周期长。

更糟的是, 植物的基因组通常都很大（例如, 玉米的基因组比果蝇的大两个数量级）, 使人们难以分离到特定的基因[1]。

因此, 虽然K’Roberts早就认为植物是研究发育的良好系统,但迄今为止, 在研究植物的细胞分化和形态发生等方面一直进展迟缓。

长期以来, 分子生物学家们一直希望能在植物中找到象动物中的黑腹果蝇(Drosophila me-lanogaster)那样繁殖快, 易于在实验室中培养,并能用分子生物学和遗传学技术进行广泛研究的实验材料,以便从根本上改变植物遗传学研究的长期落后状况。

猪GPAT基因SNPs位点分析和表达规律的研究

被克隆出来。本研究对民猪ＧＡ基因进行了克隆ＰＴ
测序，并通过ＰＲＳＣＣ — ＳＰ的方法对ＧＡＰＴ基因在民
作者简介：杨俊静（８一，女，１４）９硕士研究生．研究方向为动物遗传育种与繁殖。Ｅｍｉｊｎｎ－８＠１３ｃｍ－ａ：ｊｇ１ｌ６．ｏｌｕｉ
肌苷酸（ｎｓｅｍｏｏｈｓｈｔ，Ｉ）ＩｏｉｎｐｏｐａｅＭＰ、氨基酸（ｎ谷
呤合成的第一步反应，是影响肌苷酸生成的、决定
肉质性状的候选基因。猪ＧＡ基因位于２染色ＰＴ号体上，ＤＡ序列全长６６ｐＮ，７３ｂ，包含２个外显８１子，编码８６氨基酸。先后在人、鼠、鸡２个 ’ 上
种组织的总ＲＡ，利用１％变性琼脂糖凝胶电泳Ｎ．４
１材料与方法
１１材料．
检测总ＲＡ的质量，按照ＴＫＲ公司生产的Ｎａａａ
ＰｉｅｃｉｔＴｒａｅｉ剂盒说明书方法将ＲＡｒＳｒｇｎＫｔｍｐＲｅ试Ｎ反转录成ｃＮＤＡ。
１２方法．
根据Ｇｎａｋ发表的猪ＧＡ基因的ＤＡ序ｅＢｎ上ＰＴＮ列（Ｍ一０９７７．）计引物，分别对第１显Ｘ０１２８５１设外
子、第９显子、第１显子和第１外显子进行外４外８扩增和多态性分析；根据ＧＡＴ因的ｍＲＡ序列Ｐ基Ｎ设计ＲａｔＣｅｌｉＰＲ扩增引物Ｃ、Ｃ，引物的相关 — ｍｅ１２

基因芯片技术在植物中的应用研究进展

收利用。目前，基因芯片技术已在拟南芥、水稻、玉米和小
芯片上的生物分子间杂交反应是芯片检测关键的一步。选择最佳反应条件，以减少生物分子间的错配率，从而获得最能反映生物本质的信号。影响杂交双链形成的因素包括靶标浓度、探针浓度、杂交双方的序列组成、盐浓度及温度等。
３．４信号检测与结果分析
荧光标记检测法常用的扫描仪有激光共聚扫描仪和电荷偶联装置扫描仪。电荷偶联装置扫描仪扫描速度快、不需要移动Ｘ—Ｙ二维平台，而且价格便宜，但其灵敏度较低。激光共聚扫描仪具有快速传输高质量图象与数据的特性，且灵敏度高，是较理想的检测工具。４基因芯片技术在植物中的应用
１３６
广东农业科学２０１３年第８期
基因芯片技术在植物中的应用研究进展
刘思言１，沈铖武２，王丕武３
（１．吉林农业大学生命科学学院，吉林长春吉林长春１３０１１８；２．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，１３００３３；３．吉林农业大学农学院，吉林长春１３０１１８）
摘要：基因芯片又称ＤＮＡ芯片或生物芯片，是以预先设计好的方式将大量的生物信息密码固定在固相载体上组成的密集分子阵列，基因芯片的原型是２０世纪８０年代中期提出的，是随着人类基因组计划的进展而发展起来的具有广阔应用前景的生物技术之一。简述了基因芯片技术的定义、原理、分类、基因芯片的制作流程以及基因芯片技术在植物研究中各个方面的应用，并对未来的发展前景进行了展望。关键词：基因芯片：植物；应用中图分类号：Ｑ３文献标识码：Ａ文章编号：１００４—８７４Ｘ（２０１３）０８—０１３６—０３
Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｇｅｎｅｃｈｉｐｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｐｌａｎｔｓ
ＬＩＵＳｉ—ｙａｎｌ．ＳＨＥＮ
Ｃｈｅｎｇ－ｗｕ２，ＷＡＮＧ

百合GPAT基因的定位及功能研究

百合GPAT基因的定位及功能研究百合GPAT基因的定位及功能研究本论文研究的对象为转岷江百合GPAT基因的拟南芥,前期已经通过普通PCR、RT-PCR、southern blot和生理指标测定等技术分别在基因水平、转录水平和生理水平上初步验证了LiGPAT基因已经成功转入哥伦比亚野生型拟南芥中。

本试验是在外源基因已经成功转入拟南芥的基础上进一步验证外源基因在拟南芥中对低温胁迫的响应。

因此,本试验通过对转百合GPAT基因拟南芥进行不同时间和不同温度的低温处理,取其根、茎和叶片为试验材料,使用qRT-PCR技术研究LiGPAT基因在低温环境下的表达模式,同时又利用western blot技术在蛋白水平上进一步验证转入的GPAT基因在拟南芥中成功得到表达。

另外,本试验构建了pEGAD-GFP-LiGPAT 重组表达载体,以绿色荧光蛋白作为标记蛋白与目标基因融合,转入原生质体中进行瞬时表达。

当融合蛋白表达后利用激光扫描共聚焦显微镜观察细胞内发出的绿色荧光,从而确定GPAT蛋白的细胞定位。

具体试验结果如下：1.成功构建pEGAD-GFP-LiGPAT重组表达载体,通过PEG介导转入野生型拟南芥原生质体中进行瞬时表达,与转pEGAD-GFP空载体进行对照,在激光扫描共聚焦显微镜下观察发现转空载体的对照组绿色荧光均匀分布在整个细胞内,而转pEGAD-GFP-LiGPAT重组载体的试验组表达的融合蛋白只分布在叶绿体当中。

这说明LiGPAT主要在叶绿体中发挥作用,与在线预测结果相符。

2.通过对转百合GPAT基因拟南芥不同组织进行实时荧光定量PCR鉴定,发现岷江百合GPAT基因在叶绿体较为丰富的绿色组织中表达量较高,而在根中表达量极少。

由此可以说明百合GPAT基因主要作用位点在叶和茎等绿色组织中,这一结果也与第一章所观察结果相符。

3.对转百合GPAT基因拟南芥进行不同温度和不同时间的低温处理,利用实时荧光定量技术验证低温胁迫下百合GPAT基因在拟南芥中的表达情况。

砷中毒生物标记物的研究进展

４５９
可在病情发展至中、晚期显示异常，ＳＢＡ、Ｙ—ＧＴ、ＧＳＴ、ＥＴ联合应用在砷致肝损伤的筛检及动态观察其病情发展中有重要参考价值。对砷中毒患者肾功能检测发现，在常规肾功能检查正常的情况下，可见血、尿Ｂｚ微球蛋白（ＵＢｚ—ＭＧ）、尿白蛋白（ＵＡＬＢ）、尿Ｎ－乙酰一Ｂ—Ｄ一氨基葡萄糖苷酶（ＮＡＧ）异常，提示砷可在早期致肾脏损害。而作为“肿瘤标志物”的血清铁蛋白（ＦＰ）、唾液酸（ＳＡ）、岩藻糖苷酶（ＡＦＵ）的改变在砷致癌进程中有一定预警意义。虽然这些指标缺乏特异性。但在明确砷接触且排除其他病因的前提下，仍不失为有效且易于检测的效应标志物。２．２８一羟基一２脱氧鸟苷（８一伽ｄＧ）ＤＮＡ修复的产物无需进一步代谢即排人尿中，因此许多研究都试图通过分析尿中ＤＮＡ加合物或ＤＮＡ氧化损伤修复产物等生物学标志物，对体内氧化负荷进其是由活性氧（ＲＯＳ）攻击核酸的产物，可进～步导致突变、癌变等发生。
ｈＧＳＴ０卜１是ＭＭＡ的还原酶，可以使Ｍ（Ｖ）转化成ＭＭＡ（Ⅲ），属于谷胱甘肽转移酶的亚目。
Ｔａｎａｋａ等心５１认为ｈＧＳＴ０卜１两种变异体Ａ１ａ１４０Ａｓｐ和Ｔｈｒ２１７Ａｓｎ在生物活性方面的不同可能是个体对氧化应激和对无机砷易感性差异的原因。虽然目前缺乏可信的资料阐明ＧＳＴ基因与地方性砷中毒的关系，但可以肯定，其基因多态性在不同种群中的分布频率差异可能是构成人群间易感性差异的遗传基础。３．２髓过氧化物酶（船ｏ）ＭＰＯ是主要存在于嗜中性粒细胞和单核细胞中的一相代谢酶。能使骨髓细胞生成熟分化过程中产生氧自由基，引起ＤＮＡ损伤，并能产生次氯酸，参与前致癌
采用横断面调查研究儿童砷暴露与ＤＮＡ氧化损伤的关系，结果表明，尿砷含量高的儿童尿８—０ＨｄＧ水平明显高于尿砷含量低的儿童…。由于８—０ＨｄＧ影响因素少，检测方法敏感。因此，可广泛应用于砷中毒的早期监测。２．３遗传毒效应指标外源化合物遗传效应最常用的３个检测终点是微核率（心）、姐妹染色单体互换（ＳＣＥｓ）、染色体畸变（ｃＡｓ）。唧是目前最常用的反映细胞遗传物质损伤的指标之一。对西班牙高砷饮水（０．７５ｍｇ／Ｌ）地区１０６名居民和１１１名健康对照的研究表明，高砷暴露诱发外周血淋巴细胞州率明显高于对照组旧１。Ｍａｈａｔａ等旧。比较了饮用高砷井水居民细胞遗传学改变，饮水中砷浓度（２１１．７０±１５．２８）垤／Ｌ地区，发砷、指（趾）甲砷和尿砷分别（９．０４±０．７８）№／ｇ、（５．６３±Ｏ．３８）№／ｇ和（１４０．５２±８．８２）垤／Ｌ的５９名居民外周血淋巴细胞ｓｃＥｓ互换率为７．２６／细胞，明显高于饮水中砷浓度为（６．３５±０．４５）№／Ｌ、年龄和社会经济状况匹配的发砷、指（趾）甲砷和尿砷分别为（０．４４±Ｏ．０３）腿／ｇ、（０．３０±Ｏ．０２）№／ｇ和（５．９１±Ｏ．４９）№／Ｌ的３６名健康居民ＳＣＥｓ互换率（５．９５／细胞）。体外研究表明ｕ训，砷低浓度时，染色体畸变类型主要以染色单体断裂为主；砷浓度为２００｜ｌｇ／Ｌ时，染色单体及染色体断裂明显增加的同时，染色单体互换开始出现；砷浓度达４００ｕｇ几时，染色单体互换率与对照组的差异有显著性（尸＜０．０５）。染砷浓度与细胞畸变率、染色体畸变出现的频度以及染色体畸变类型的出现有明显的剂量一效应关系。２．４脂质过氧化（ＬＰ）脂质过氧化（ＬＰ）是指机体通过酶系统和非酶系统反应产生的氧自由基，攻击生物膜磷脂中多不饱和脂肪酸和脂肪酸而引起的一系列氧化过程。近年来，脂质过氧化学说在阐述砷的毒作用机制上引起了关注，动物亚慢性毒性实验结果表明ｕ¨，随着砷染毒剂量的增加，小鼠血清及肝脏组织中丙二醛（肋Ａ）和谷胱甘肽Ｓ一转移酶（ＧＳＴｓ）含量显著增加；超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、谷胱甘肽过氧化物酶（ＧＳＨ—Ｐｘ）活性显著降低，且呈剂量～效应关系。２．５金属硫蛋白（ＭＴ）ＭＴ是富含半胱氨酸的低分子蛋白质，具有调节内源性金属的平衡、对重金属污染解毒、清除自由基、参与应急反应作用。因此，ＭＴ是某些重金属接触生物标志物和早期生物学效应的标志物。已有研究发现砷中毒小鼠肾脏ＭＴ表达增高ｕ副。ＭＴ可以显著减弱砷对ＤＭＡ的基因毒性，因此，ＭＴ是一种有效的砷毒性拮抗剂、抗氧化剂和砷的化学致癌保护剂ｎ３‘。但在贵州燃煤型病区检查砷中毒病人口腔黏膜脱落细胞中检测到ＭＴ—ｌ基因表达显著较低ｕ制。上述研究提示，人体ＭＴ表达可能存在差异，其原因有待进一步研究。２．６应激蛋白或热休克蛋白（ＨｓＰ）应激诱导细胞产生一组高度保守的蛋白质，被命名为热休克蛋白（ＨＳＰ）。ＨＳＰ参与多种蛋白的折叠、装配及转运等蛋白质加工修饰过程。ＨＳＰ在细胞周期调节、ＤＮＡ损伤修复、基因产物代谢等过程中起重要作用，因此与细胞转化和恶变过程密切相关。在物理和化学因素刺激作用下，机体可被诱导高度表达ＨｓＰ。砷暴露引起多种热休克蛋白高度表达，体外研究结果表明，亚砷酸钠无论是急性作用还是较长时间作用于人膀

国际植物分子育种最新研究进展

国际植物分子育种最新研究进展
近年来，随着基因组测序技术的不断发展，国际植物分子育种取得了
许多重要的研究进展。

这些研究成果不仅有助于提高植物的遗传改良效率，还为粮食安全和环境保护提供了新的思路和手段。

以下是国际植物分子育
种的最新研究进展：
首先，通过基因组测序技术，国际科学家们成功鉴定并分析了许多重
要农作物的基因组信息。

例如，在水稻领域，国际水稻基因组计划（IRGSP）完成了水稻基因组的测序和注释工作，为水稻的遗传改良提供
了重要的基础。

在小麦领域，国际小麦基因组计划（IWGSC）团队成功测
序了小麦的基因组，揭示了小麦的遗传多样性和基因组结构，为小麦的选
育工作提供了重要参考。

这些基因组数据的公开和分享，为植物分子育种
研究者提供了重要的资源。

其次，通过基因组信息的分析，国际科学家们鉴定了许多与农作物重
要农艺性状有关的基因。

这些性状包括抗病性、抗逆性、产量性状等。

例如，在水稻抗逆性研究中，科学家们通过比较多个水稻品种的基因组信息，发现了多个与水稻耐旱、耐盐等抗逆性状相关的基因。

这些基因的发现为
培育抗逆性强的水稻品种提供了重要的分子标记和基因资源。

最后，国际植物分子育种的最新研究进展还包括对植物基因组的系统
功能研究。

通过对植物基因组的功能元件如启动子、转录因子结合位点等
进行研究，科学家们揭示了植物基因调控网络的建立和调控机制。

这些研
究成果为植物遗传改良的深入理解和精确调控提供了科学依据。

植物小G蛋白功能的研究进展

植物小G蛋白功能的研究进展植物小G蛋白是一类与细胞内信号传导紧密相关的蛋白质，广泛存在于植物细胞中，参与调控植物的生长和发育过程。

近年来，对植物小G蛋白功能的研究取得了一系列的进展，本文将从植物小G蛋白的结构与功能、信号传导通路、生长发育调控以及抗逆性等方面进行综述，以期为进一步研究与应用植物小G蛋白提供参考。

植物小G蛋白主要由Ras、Rho、Rab和Arf等家族成员组成，其在植物细胞内起到了重要的信号转导作用。

它们具有保守的结构域，并通过与GTP结合和释放来调节其活性。

主要研究发现，植物小G蛋白参与了细胞极性、胞质骨架重塑、膜运输、细胞分裂、细胞分化等多个生物学过程的调控。

植物小G蛋白的信号传导通路主要包括两个传统的通路，即降钙通路和蛋白激酶通路。

降钙通路通过激活一系列的钙离子信号传导因子，参与调控植物生长发育过程。

蛋白激酶通路则通过激活特定的蛋白激酶，进而调控植物生长发育过程。

此外，最近的研究还发现植物小G蛋白可以通过植物特有的信号传导通路来发挥作用，如依赖于ROS、NO和激活MAPE通路等。

植物小G蛋白在植物生长发育中的调控作用非常广泛。

例如，在根系发育中，植物小G蛋白参与了根毛形成、根尖细胞分裂和根伸长等过程；在花器官发育中，它参与了花序生成、花器官分化和花粉管生长等过程；在器官形态建立中，它参与了叶片发育、叶切片饰面和分叉生长等过程。

这些研究揭示了植物小G蛋白在植物生长发育中的重要作用。

此外，植物小G蛋白还与植物的抗逆性密切相关。

研究表明，植物小G蛋白参与了植物对胁迫如盐、寒冷和干旱的响应。

通过调控植物的保护酶活性、离子流动和膜的稳定性等，植物小G蛋白可以增强植物对逆境的适应能力。

综上所述，植物小G蛋白作为一类重要的信号转导蛋白，在植物生长发育和抗逆性中发挥着重要的作用。

目前，对植物小G蛋白功能的研究主要集中于其信号传导通路的调控机制和与其他蛋白质的相互作用等方面。

随着技术的进一步发展，相信对植物小G蛋白功能的研究将取得更加突破性的进展，并为进一步了解植物生长发育调控机制以及培育新的抗逆品种提供理论依据。

植物转录组国内外研究进展

植物转录组国内外研究进展摘要：植物转录组学是一门新兴学科，通过提取植物中mRNA进行逆转录，随后建立cDNA 文库并利用近几年兴起的RNA-seq 高通量测序技术进行分析，以揭示植物细胞内整体水平的基因表达状态和基因结构信息，从而深刻理解植物组织基因型和表型之间的相互关系，以及在分子水平上弄清楚基因和功能表达之间的联系，对研究生物体作用机理的分子机制具有重要意义。

本文主要介绍了植物转录组测序的技术发展历史、测序平台比较、转录组测序技术的优势以及在植物上的应用。

随着高通量测序技术和生物信息学分析工具的迅猛发展，植物转录组学将面临巨大挑战和更广阔的应用前景。

关键词：植物转录组学，RNA-seq，高通量测序技术，基因表达状态，基因结构信息The Progress on Plant Transcriptome Research in China and AbroadAbstract: As a new subject, plant transcriptome aims at the gene expression status and gene structure information within the plant cell. It needs extracting mRNA in plants for reverse transcription and establishing cDNA library to analyze High throughput sequence technology results, which rises in recent years. Thus, we could have a deep understanding of the relationship between genotype and phenotype in plant tissues, and the clear links between genes and their functional expressions at the molecular level. It is of great significance to study molecular mechanism of the actions of organisms.In this study, we illustrate the development of the technology of plant transcriptome sequencing, the comparison of the sequencing platform, the advantages of the sequencing technology and the application in plant. With the rapid development of high throughput sequencing technology and bioinformatics analyses tools, plant transcriptome researches will face great challenges and wide application prospect.Key words: plant transcription, RNA-seq, high throughput sequencing technology, gene expression status, gene structure information基因组(Genome)，作为生物遗传物质的基础，由成千上万的碱基组合而成，其含有生物的所有遗传信息,通过测序可以获得这些基因组的遗传信息。

植物花期调控基因的研究进展

植物花期调控基因的研究进展植物是一个复杂的生命系统，其生长发育过程受到众多因素的影响，其中植物的花期是影响其繁殖能力和种群生存的重要因素之一。

植物花期是指植物从开始生长到开花所需的时间，花期的长短与植物的基因调控密切相关。

近年来，随着基因科学技术的快速发展，越来越多的植物花期调控基因被研究出来，这些研究成果对于深入理解植物生长发育规律和提高农业生产具有重要意义。

植物花期调控基因的研究起源于20世纪初，当时研究人员发现植物花期的调控主要受到光周期和温度的影响。

后来的研究发现，植物细胞内还存在一些特定的基因，这些基因能够调节植物花期的长短。

这些基因被称为植物花期调控基因。

植物花期调控基因主要分为两大类：FT基因和SOC1基因。

FT基因在植物叶片中表达，能够被光周期和其他信号物识别并调节植物的开花时间；SOC1基因则在植物的生殖器官中表达，与植物的生殖生长阶段密切相关。

这两类基因的作用相互协调，调节植物的花期。

近年来，研究人员利用分子生物学等技术手段，逐步深入地研究了植物花期调控基因的作用机制。

他们发现，在植物细胞内，FT基因能够促进表达SOC1基因，从而达到调节花期的目的。

同时，他们还发现，FT基因和SOC1基因的表达受到GA脱落酸和ABA等植物激素的调节，这些激素通过调节植物细胞内信号传导途径，影响FT和SOC1基因的活性，从而进一步影响植物花期。

除此之外，研究人员还发现，植物的生长环境也能够调节其花期。

在生长环境相同的情况下，植物花期调控基因的表达水平会有所不同。

例如，干旱或寒冷的气候条件下，植物的花期往往会延长。

这是因为这些环境条件能够影响植物的激素水平和代谢过程，从而改变植物花期调控基因的表达水平。

总之，植物花期调控基因是影响植物生长发育和繁殖的重要因素之一。

随着科学技术的不断进步，越来越多的植物花期调控基因被发现，并逐步揭示其作用机制。

这些研究成果为我们更深入地理解植物的生长发育规律和提高农业生产效益提供了重要的理论依据。

蓖麻GPAT基因SNPs及与油脂含量的关联分析

收稿１期：０２０－９３２１－２２
基金项目：中国国家自然科学基金（０７５８；３８１４）中国科学院“ 百人计划 ” 择优支持基金（ＳＸＹ— Ｗ一３ — ）ＫＣ２一Ｇ０５１。作者简介：徐宸敏（９５一），，１８女硕士研究生，主要研究方向：植物学、物生物技术。植｝通信作者：刘小烛（９６一）男，１５，教授，ｍａ：ｘ６１ａｏ．ｏ．ｎＥｉｌｚ２＠ｙｈｏｃｒｃｌｎ
１材料与方法
１１供试材料．
以购至美国国家种质资源库的３２份蓖麻为材料，这些材料来自叙利亚２个、阿尔及利亚２个、摩洛哥２个、巴基斯坦２个、土耳其２个、前苏联２个、非２个、南马达加斯加１一个、朗４个、伊印度３个、扎伊尔２个、阿富汗１、个俄罗斯１、个越南１、个贝宁１、个埃及１、个德兰瓦市１、个希腊１中国１，个、个分别来自
０引言
随着全球工业化进程的不断推进，源短缺已经成为迫切需要解决的问题；室效应、氧层的损害、能温臭破坏生态圈碳平衡、酸雨灾害等环境问题，也使得各国政府开始寻找替代石油的绿色可再生能源。能源植物是最有前景的生物能源原料之一，安全性、在能源供应方面展示出了巨大的发展前景。在世界粮食和耕地资源短缺的情况下，用非食用植物油作为生物柴油的原料，当今生物柴油产业化发展的共识和趋利是势 ¨ ２。大戟科的蓖麻（ｉｎｓｏｍｕｉＬ）为一种重要的非食用类生物能源植物，开发和利用已经－Ｒｃｕｍｎ．作ｉｃｓ其收到全世界的广泛关注。蓖麻籽含油量高（６～６）生长快、４％５％，易繁殖、不择土壤、干旱、耐耐贫瘠、种子含油量相对较高，种子油脂富含的蓖麻油酸可以生产优质的生物燃油－］３。

科研课题报告_植物细胞G-蛋白的研究进展

植物细胞G-蛋白的研究进展细胞信号系统是80年代以来生物学研究领域中最活跃的课题之一，其主要研究对象是生物体对外界刺激做出反应时，细胞内发生的一系列生理生化变化，也即外界刺激信号在细胞内的传递过程。

细胞信号转导主要是研究胞间信号（如激素）以及外界环境因子作用于细胞表面或胞内受体后，如何跨膜传递形成胞内第二信使，以及其后的信号分子级联传递、诱导基因表达和引起生理生化反应等过程。

细胞信号学说将细胞信号分子分为细胞外（第一信使）与细胞内（第二信使）信号两类[1]，第一信使一般作用于细胞表面受体，经跨膜机制转换为胞内信号而起细胞生理功能和基因表达的作用。

这些物质发挥作用时只能增强或减弱细胞内原有的生理过程，而不是作为能源参与这些过程，更不是发动细胞内原来不存在的生理过程。

第一信使和第二信使都是具有特殊结构的有机化合物，因此物体内的信息传递实质上也是化学物质的传递。

作为第一信使的激素、生长因子和神经递质均被发现了数十种，但到目前为止，我们所发现的第二信使物质则寥寥可数。

为什么如此众多的第一信使物质只通过几个第二信使分子的传递而产生广泛的生物学效应？有没有可能存在着很多尚未被发现的第二信使物质？是由于这类化学物质含量低、变化快、捕捉和分析鉴定困难的缘故吗？生物体在生长发育过程中不断地与环境进行物质交换。

因此，负责识别、转导、接受、处理环境的有关信号转导途径成为人们感兴趣的研究对象，尤其是比原核生物更完善、更精细的真核生物的信号转导途径。

目前为人们所知的真核生物信号途径有：G-蛋白系统、蛋白质激酶系统、氧化氮系统等，这些系统之间彼此沟通，组成更高一层的信号转导网络[2]。

在这些系统中，G-蛋白是研究得最多的，自从70年代初在动物细胞中首先发现G-蛋白的存在以来，有关G-蛋白的研究进展迅速。

现在已不仅所有真核细胞中存在G-蛋白，而且已经证明G-蛋白在细胞信号转导过程中有着非常重要的调节作用[3-8]。

G-蛋白的发现和研究，不仅使人们对细胞信号转导以及神经系统的信息传递有了新的进一步认识，而且在临床医学上有广泛的应用前景和价值[9]。

甘油-3-磷酸酰基转移酶（GPATs）的研究进展

甘油-3-磷酸酰基转移酶（GPATs）的研究进展田增有;李开济;门秀丽;吴静【期刊名称】《生理科学进展》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】甘油-3-磷酸酰基转移酶（glycerol-3-phosphate acyltransferases，GPATs）催化甘油三酯和甘油磷脂合成的第一步反应。

目前在哺乳动物已发现四种亚型 GPAT1-4，其中 GPAT1和 GPAT2定位于线粒体外膜，而 GPAT3和GPAT4定位于内质网。

GPATs 在调节细胞甘油三酯和磷脂含量中起着重要的作用。

基因过表达和敲除实验证实 GPATs 在肝脏脂肪变性、胰岛素抵抗和肥胖的发生发展过程中起着重要作用，并且部分亚型影响泌乳、精子发生等过程。

本文将就GPATs 各亚型的功能特点进行综述。

【总页数】5页(P103-107)【作者】田增有;李开济;门秀丽;吴静【作者单位】河北联合大学基础医学院，唐山063000;河北联合大学基础医学院，唐山063000;河北联合大学基础医学院，唐山063000;河北联合大学基础医学院，唐山 063000【正文语种】中文【中图分类】R363【相关文献】1.高温胁迫下转甜椒正义甘油-3-磷酸酰基转移酶基因(GPAT)烟草缓解PSⅡ光抑制 [J], 颜坤;陈娜;曲妍妍;郭峰;孟庆伟;赵世杰2.花生甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)基因的克隆及表达分析 [J], 郝翠翠;陈娜;迟晓元;梁成伟;石蕾;李昊远;陈明娜;潘丽娟;王通;王冕;禹山林3.花生3-磷酸甘油酰基转移酶基因的功能鉴定 [J], 姜竹; 陈丹丹; 刘宏波4.毛竹甘油3-磷酸酰基转移酶(GPAT)基因家族成员的生物信息学分析 [J], 戴丽红;柳丽霞;傅志真;华俊峰;邓先俊5.铁观音茶树甘油-3-磷酸酰基转移酶(CsGPAT)基因克隆及萎凋过程中的表达分析[J], 毕婉君;周子维;武清杨;郑玉成;倪子鑫;柳镇章;孙云因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

大豆GPAT基因家族鉴定及生物信息学分析

大豆GPAT基因家族鉴定及生物信息学分析
吴苏峻;王宇;王艳丽;张锴;乔亚科
【期刊名称】《大豆科技》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】为了解植物油脂肪酸积累通路中关键基因GPAT在大豆脂质合成中的作用,文章通过生物信息学方法对大豆GPAT基因家族进行鉴定和表达分析。

结果表明,大豆全基因组中共鉴定获得89个GmGPAT基因,分布在20条染色体上。

系统进化分析表明大豆GPAT基因家族的多样性和功能分化与拟南芥和蒺藜苜蓿基因家族演化趋势相似。

GmGPAT基因家族结构具有复杂性和多样性,不同基因在调控和功能上存在差异,该基因启动子含有多种逆境胁迫和激素响应调控元件。

基因家族共线性分析表明不同植物基因组具有相似性和差异性。

GmGPAT表达模式可分为4簇,第I簇中各基因在花芽中表达量相对较高,第Ⅳ簇中各基因在籽粒中表达量相对较高,表明该基因可能与花芽和籽粒的发育调控相关。

【总页数】9页(P7-15)
【作者】吴苏峻;王宇;王艳丽;张锴;乔亚科
【作者单位】河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室;河北科技师范学院园艺科技学院
【正文语种】中文
【中图分类】S565.1
【相关文献】
1.毛竹甘油3-磷酸酰基转移酶(GPAT)基因家族成员的生物信息学分析
2.蒺藜苜蓿GPAT基因家族的全基因组鉴定、序列变异和表达分析
3.紫花苜蓿GPAT基因家族鉴定及在盐碱胁迫下的表达模式分析
4.大豆胞囊线虫响应GRAS基因家族鉴定及生物信息学分析
5.青稞GPAT基因家族全基因鉴定及表达分析
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gpat基因

gpat基因GPAT基因是一种编码蛋白质的基因，是物种生命体系中的一个重要而特殊的分子。

这种基因编码的酶可以在细胞内完成脂肪酸生物合成中的甘油三酯生成的第一步反应。

甘油三酯是人体内重要的脂质物质之一，它主要由三个脂肪酸与甘油结合而成，这些物质储存在脂肪细胞中，能够提供体能等重要功能。

因此，GPAT基因的存在对于人类的健康发展、能量代谢和脂肪代谢至关重要。

近年来，越来越多的实验证明，GPAT基因在维持个体生命过程中起着重要作用。

通过对不同物种的GPAT 酶和其基因的研究，我们得出了许多有关人类健康和脂质代谢的重要信息。

其中，最重要的是有了一个更深入的了解GPAT 基因，以及如何调控它对人类健康的影响。

在人体内，脂肪酸与甘油结合形成的三酯需要经过生物合成过程来完成，由多个可能参与此过程的酶调节。

GPAT酶是其中一个必需的酶，负责甘油三酯生物合成的第一步反应，即把分别来自脂肪酸和甘油的低分子化合物连接到一起形成甘油三酯。

因为GPAT酶在生物合成中发挥着如此重要的作用，所以我们将其称为生物合成中的“起点酶”。

除了参与甘油三酯生物合成外，GPAT基因还在其他许多方面对人类的健康产生了重要的影响，如美容健康、代谢疾病等。

在对该基因的研究中，发现它与许多疾病的发生直接关联，如糖尿病、肥胖症、心血管疾病、高血压等。

这些疾病都是在人类的生活方式、饮食结构等方面产生的生活习惯改变、慢性代谢紊乱的结果，而GPAT基因则在代谢的调整上起着重要的作用。

事实上，GPAT基因不仅是一个单一的基因，而是由多个不同类型的基因组成的复杂基因家族。

不同的GPAT基因在不同器官和生命阶段有着独特的表达模式和功能，针对不同GPAT基因家族的研究能够对人体的健康产生不同方面的影响。

例如，GPAT1基因是细胞膜上体内的一个重要组分，它能够将脂肪酸转变为甘油酰磷脂（磷脂酰胆碱等），从而在生理或病理情况下维持细胞膜的结构和功能。

而GPAT2基因则主要参与消化系统中脂质代谢的调节，GPAT3基因则主要参与身体内其他器官的脂质代谢等等。

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植物GPATs基因研究进展刘聪;肖旦望;施春霖;胡学芳;邬克彬;官春云;熊兴华【摘要】甘油-3-磷酸酰基转移酶(Glycerol-3-phosphate acyltransferase,GPAT)是三酰甘油(Triacylglycerol,TAG)生物合成的限速酶,催化TAG生物合成的起始步骤.GPATs主要负责将脂肪酰基从酰基-酰基载体蛋白(acyl-ACP)或酰基辅酶A(acyl-CoA)上转移到甘油-3-磷酸的(Glycerol-3-phosphate,G3P) sn-1位置上.有些成员还具有sn-2酰基转移活性.目前已经在多种植物中克隆得到了GPAT基因.这些GPAT基因编码的酶主要分为三类,它们在细胞中分别定位于质体、线粒体和内质网上.这些酶参与三酰甘油、几丁质和软木脂等多种脂质的生物合成,在植物的生长发育中发挥着非常重要的作用.文章介绍了植物GPAT基因的染色体定位和基因结构以及GPAT酶的亚细胞定位、sn-2酰基转移特异性、GPAT酶的底物选择性及其生理功能的最新研究进展.【期刊名称】《遗传》【年(卷),期】2013(035)012【总页数】8页(P1352-1359)【关键词】GPAT基因;底物选择性;sn-2特异性;GPAT功能【作者】刘聪;肖旦望;施春霖;胡学芳;邬克彬;官春云;熊兴华【作者单位】湖南农业大学作物基因工程湖南省重点实验室,长沙410128;湖南农业大学作物基因工程湖南省重点实验室,长沙410128;湖南农业大学作物基因工程湖南省重点实验室,长沙410128;湖南农业大学作物基因工程湖南省重点实验室,长沙410128;湖南农业大学作物基因工程湖南省重点实验室,长沙410128;湖南农业大学作物基因工程湖南省重点实验室,长沙410128;湖南农业大学国家油料改良中心湖南分中心,长沙410128;湖南农业大学作物基因工程湖南省重点实验室,长沙410128;湖南农业大学国家油料改良中心湖南分中心,长沙410128【正文语种】中文GPAT是三酰甘油生物合成的限速酶[1],主要将酰基从acyl-ACP或acyl-CoA(定位于质体的GPAT酶以acyl-ACP为酰基供体,定位于内质网和线粒体的GPAT酶以acyl-CoA为酰基供体)[2]转移到G3P的sn-1位置上形成溶血磷脂酸(Lysophosphatidic acid,LPA)[2～4]。

溶血磷脂酸和acyl-CoA在溶血磷脂酸酰基转移酶的作用下形成磷脂酸(Phosphatidic acid,PA)[5]。

在磷脂酸磷酸酶的作用下,PA脱去磷酸基团形成二酰甘油(Diacylglycerol,DAG),经二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT)的催化作用产生三酰甘油[6]。

三酰甘油可作为一种终产物在植物的特定组织中储存,亦可作为软木脂、几丁质,脂蛋白等生物合成的底物。

研究表明GPAT酶不仅参与TAG生物合成的起始步骤,而且具有磷酸酶活性[7,8]。

此外,GPAT家族中有些成员具有酰基转移sn-2位点特异性[7,8]。

1 植物GPAT基因家族成员GPAT基因已经在多种植物如拟南芥(Arabi dopsis thaliana)[9～12]、豌豆(Pisum sativum)南瓜(Cucurbita moschata)[13～15]、菠菜(Spinacia oleracea)[16,17]、番茄(Lycopersicum esculentum)[18]、蓝蓟(Echium vulgare)[19]、油桐(Jatropha curcas)[20]、向日葵(Helianthus annuus)[21]、水稻(Oryza Sativa)[22]和阔叶独行菜(Lepidium latifolium)[1]中被克隆。

目前已知拟南芥中有10个GPAT基因家族成员,分别命名为 ATS1、AtGPAT1、AtGPAT2、AtGPAT3、AtGPAT4、AtGPAT5、AtGPAT6、AtGPAT7、AtGPAT8 和 AtGPAT9。

根据酶的亚细胞定位不同可将拟南芥GPAT基因家族成员分为3类,分别为质体GPAT(ATS1)[8]、线粒体 GPAT(AtGPAT1/2/3)[12]和内质网 GPAT(AtGPAT4/5/6/7/8/9)[9,10]。

从GenBank中搜索到拟南芥、甘蓝型油菜、菠菜、红花和人类的GPATs氨基酸序列并进行系统进化树分析(图1),可以看出定位于质体的ATS1酶与菠菜SoGPAT和红花的质体CtpGPAT蛋白归为一类;定位于拟南芥线粒体的AtGPAT1、AtGPAT2和AtGPAT3属于同一个分支;AtGPAT4/5/6/7/8相似度较高,在进化距离上较近;AtGPAT9与定位于人类线粒体的HsGPAT更接近。

根据系统进化树,推测定位于质体的ATS1首先从家族中分化出来,其次是AtGPAT9,再次是定位于线粒体的AtGPAT1/2/3,最后是AtGPAT5/7,AtGPAT4/6/8可能是与祖先基因最接近的成员。

图1 GPATs氨基酸序列进化树应用mega5.0 ClustalW对拟南芥GPAT基因家族成员ATS1～AtGPAT9、甘蓝型油菜BnGPAT4和BnGPAT6、红花CtpGPAT、菠菜SoGPAT和人类HsGPAT的多肽序列进行系统进化树分析。

通过对拟南芥的GPAT蛋白保守结构域查找(/ Structure/ lexington/lexington.cgi?cmd=rps)和比较发现,拟南芥GPAT基因家族中每个成员都具有酰基转移酶活性结构域,AtGPAT4/6/8具有类似卤酸脱卤酶(Haloacid dehalogenase-like hydrolase,HAD-like)结构域。

对酰基转移酶活性位点进行比较,发现拟南芥GPATs都拥有非常保守的motifⅠ-HXXXXD。

其中GPAT1/2/3的motifⅠ完全一样,GPAT4-GPAT8的motifⅠ基本一致,ATS1和AtGPAT9与其他成员的motifⅠ差别较大。

此外,ATS1拥有4个motifs,而家族中其他成员只有3个。

从拟南芥GPATs motifs的比较(表1)可以看出,AtGPAT1-8的motifⅡ/Ⅲ非常保守,而ATS1和AtGPAT9的motifⅡ/Ⅲ与其他成员的差别很大。

2 拟南芥GPAT基因结构及染色体定位拟南芥GPAT基因家族中10个成员的大小和结构不尽相同(表2)。

其基因组DNA 长度分别为2 779 bp、1 898 bp、2 243 bp、2 114 bp、2 306 bp、1 768 bp、2 549 bp、1 617 bp、2 423 bp和2 382 bp,其编码区长度分别为 1 380 bp、1 758 bp、1 593 bp、1 563 bp、1 512 bp、1 509 bp、1 506 bp、1 503 bp、1 503 bp、和1 131 bp,分别编码459、585、530、520、503、502、501、500、500和 376个氨基酸。

ATS1和AtGPAT9基因均有12个外显子和11个内含子,AtGPAT1、AtGPAT2、AtGPAT3、AtGPAT5、AtGPAT6 和 AtGPAAT7基因只有2个外显子和1个内含子,AtGPAT4和AtGPAT8基因均有4个外显子和3个内含子。

10个GPAT基因的内含子和外显子的具体位置如图2所示。

表1 拟南芥GPATs的motifs和活性位点注：表中带□的残基为溶血磷脂酰基转移酶(Lysophospholipid acyltransferase,LPLAT)超家族所必须的残基,灰色背景的残基为拟南芥各GPATs的活性位点,各成员活性位点的具体位置分别为：ATS1(229,232,234,258～261,283～284,323～325,327),AtGPAT1(403,406,408,427～430,468～470),AtGPAT2(339,342,344,364～367,405～407),AtGPAT3(334,337,339,359～362,400～402),AtGPAT4(311,314,316,335～338,376～378),AtGPAT5(300,303,305,324～327,365～367),AtGPAT6(313,316,318,337～340,378～380),AtGPAT7(298,301,303,322～325,363～365),AtGPAT8(310,313,315,334～337,375～377),AtGPAT9(171,174,176,190～193,246～248)。

P AtGPAT1蛋白MotifⅠ MotifⅡ MotifⅢ MotifⅣATS1QSV拟南芥GPAT基因家族成员遍布5条染色体(表2)。

ATS1、AtGPAT1、AtGPAT2和AtGPAT4位于拟南芥1号染色体上;AtGPAT5和AtGPAT6分别位于3号染色体和2号染色体上;AtGPAT3和AtGPAT8位于4号染色体上;AtGAPT7和AtGPAT9位于5号染色体上。

3 酰基转移sn-2位特异性为了区分GPAT酶的区域特异性,生化分子生物学国际联合酶学命名委员会为sn-2特异性GPAT酶指定了一个新的EC编号——EC2.3.1.198。

最初研究发现GPAT酶只具有将Acyl-CoA的酰基转移到G3P的sn-1号位上形成LPA[2,3,10,23,24]。

最近研究表明,GPAT酶能将Acyl-CoA的酰基转移到G3P的sn-2位置上,产生sn-2 LPA或sn-2-单酰甘油(sn-2 monoacylglycerol sn-2 MAG)[7,8]。

目前,具有这一特性的GPAT酶只在陆生植物中被发现。

因此,这一类酶又命名为陆生植物特异性GPATs。

AtGPAT1-8都可能具有sn-2酰基转移活性,其中AtGPAT1、AtGPAT5、AtGPAT7酶促反应产物主要为sn-2 LPA;AtGPAT4、AtGPAT6、AtGPAT8的产物则主要是sn-2 MAG,这是AtGPAT4/6/8具有磷酸酶活性的缘故。

虽然没有直接的证据证明AtGPAT2和AtGPAT3是否有sn-2酰基转移活性,但通过蛋白质结构模型和活性位点序列比对预测AtGPAT2和AtGPAT3也有sn-2酰基转移特性[7,8]。

由于sn-2产物比sn-1产物的热力学稳定性低,因此,植物体内sn-1酰基产物比sn-2产物多3倍。

至于sn-2区域特异性生物合成是否能够赋予聚酯独特的性能优势？或者sn-2单体能为聚酯提供识别信号使其进入特定的运输途径或聚集场所？或者仅仅是因为与sn-1酰基化合物不同而进入不同的代谢途径？这些问题都有待于进一步通过生物化学和细胞生物学研究来解答。