作物学报 ›› 2005, Vol. 31 ›› Issue (10): 1365-1369.
张桂芳;赵明;丁在松;张丽;肖俊涛
ZHANG Gui-Fang;ZHAO Ming;DING Zai-Song;ZHANG Li;XIAO Jun-Tao
摘要: 为揭示C4野生植物稗草(Echinochloa crusgalli)PEPCase的结构和功能特点,探索改善作物高光效新途径,本研究首次克隆了稗草(E. crusgalli)磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(ppc)的cDNA全长,测序及同源性比较分析结果证实,稗草ppc的cDNA全长为2 886 bp,编码961个氨基酸(GenBank登录号:AY251482);核苷酸序列与谷子(Setaria italica)C3型、高粱(Sorghum bicolor) C3-2型、玉米(Zea mays) C3-2型、水稻(Oryza sativa)C3型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的同源率分别达94.8%、93.2%、93.0%和89.7%。推导的氨基酸序列中C末端第771位氨基酸是丙氨酸(A),表明是一个C3型基因。与其他植物几种不同形式PEPCase进行的多重序列比对与系统进化分析结果也证实,此基因的核苷酸序列及其编码的氨基酸序列与所有参与对比的C3型序列的同源性均远远高于与C4型的同源性。与玉米、高粱C3-2型PEPCase的同源性分别高达到96.5%、96.4%,与高粱、玉米的C3-1型PEPCase的同源性分别为84.3%、83.8%,而与谷子、玉米、甘蔗和高粱的C4型PEPCase的一致性相对较低,分别为82.2%、79.1%、77.1%、76.6%。因此进一步推论新克隆的稗草ppc基因属于C3-2型。对其编码的蛋白序列进行了结构域、活性位点和功能位点预测。
中图分类号:
[1] | 宋凝曦, 李霞, 王净, 吴博晗, 曹悦, 杨杰, 谢寅峰. 大环内酯类和高表达玉米C4-PEPC基因对水稻耐旱性的影响[J]. 作物学报, 2021, 47(10): 1927-1940. |
[2] | 赵晋锋,杜艳伟,王高鸿,李颜方,赵根有,王振华,王玉文,余爱丽. 谷子PEPC基因的鉴定及其对非生物逆境的响应特性[J]. 作物学报, 2020, 46(5): 700-711. |
[3] | 张金飞,李霞,何亚飞,谢寅峰. 外源葡萄糖增强高表达转玉米C4型pepc水稻耐旱性的生理机制[J]. 作物学报, 2018, 44(01): 82-94. |
[4] | 张自常,李永丰,杨霞,陆凡,邱光,李建伟. 干湿交替灌溉条件下不同种稗草对水稻光合特性和产量的影响[J]. 作物学报, 2015, 41(11): 1748-1757. |
[5] | 张桂芳,丁在松,赵明. 稗草(Echinochloa crusgalli)根型ppc 基因对水稻的遗传转化及其对光合速率的调节效应[J]. 作物学报, 2015, 41(03): 507-514. |
[6] | 丁在松, 周宝元, 孙雪芳, 赵明. 干旱胁迫下PEPC过表达增强水稻的耐强光能力[J]. 作物学报, 2012, 38(02): 285-292. |
[7] | 吴琼, 许为钢, 李艳, 齐学礼, 胡琳, 张磊, 韩琳琳. 田间条件下转玉米C4型PEPC基因小麦的光合生理特性[J]. 作物学报, 2011, 37(11): 2046-2052. |
[8] | 冯瑞云, 白云凤, 李平, 张维锋, 王媛媛, 杨武德. 籽粒苋C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的克隆和表达分析[J]. 作物学报, 2011, 37(10): 1801-1808. |
[9] | 周宝元, 丁在松, 赵明. PEPC过表达可以减轻干旱胁迫对水稻光合的抑制作用[J]. 作物学报, 2011, 37(01): 112-118. |
[10] | 方立锋;丁在松;赵明. 转ppc基因水稻苗期抗旱特性研究[J]. 作物学报, 2008, 34(07): 1220-1226. |
[11] | 丁在松;赵明;荆玉祥;李良璧;匡廷云. 玉米ppc基因过表达对转基因水稻光合速率的影响[J]. 作物学报, 2007, 33(05): 717-722. |
[12] | 张彬;丁在松;张桂芳;石云鹭;王金明;方立锋;郭志江;赵明. 根癌农杆菌介导获得稗草Ecppc转基因小麦的研究[J]. 作物学报, 2007, 33(03): 356-362. |
[13] | 张付斗;郭怡卿;余柳青; 陶大云. 野生稻和非洲栽培稻抗稗草种质资源筛选和评价[J]. 作物学报, 2004, 30(11): 1140-1144. |
[14] | 杨甲定. 引种到青藏高原大田的玉米叶片中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性的日变化[J]. 作物学报, 2003, 29(03): 349-352. |
[15] | 王仁雷;华春;李霞;张其德;焦德茂. 光抑制条件下转PEPC基因水稻的光合表现[J]. 作物学报, 2002, 28(03): 321-326. |
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