四种不同碳同化途径植物的NADP-苹果酸酶基因家族分析

作者：王玉兰; 张玉芳; 夏春兰; 闻志彬^*

来源：分子植物育种, 2019, 17(24): 7969-7978.

DOI：10.13271/j.mpb.017.007969

• NADP-苹果酸酶
• 碳同化途径
• C3-C4中间型植物
• 生物信息学分析

NADP-苹果酸酶(NADP malic enzyme, NADP-ME)是苹果酸代谢通路中的关键酶,由一个小的基因家族编码,进化关系复杂。因此,本研究以四种光合碳同化途径(C3, C3-C4中间型, C4和CAM植物) 15种植物的48个NADP-ME序列为研究对象,通过生物信息学软件对它们的基因特性及系统进化关系进行分析和预测,以解析该家族的基因特性及揭示C3-C4中间型植物同C3和C4植物之间的进化关系。结果表明,所有氨基酸序列都含有5个保守区域,其中C3植物保守位点发生差异的序列个数相对较少;C3、C4和CAM代表性植物中,NADP-ME基因家族亚细胞定位在细胞质多于叶绿体,中间型与之相反;所有NADP-ME基因所编码的蛋白都是没有信号肽和跨膜结构域的亲水性蛋白;α螺旋和不规则卷曲是构成NADP-ME蛋白二级结构的主要元件;这些序列被划分为四种类型,第Ⅰ类是双子叶植物质体型,第Ⅱ类是双子叶植物胞质型,第Ⅲ类包括单子叶植物质体型和胞质型,第Ⅳ类是其它类型。中间型植物的NADP-ME序列分布在所有类型中(Ⅰ类,Ⅱ类,Ⅲ类和Ⅳ类),CAM植物NADP-ME归属于Ⅳ类。本研究对四种碳同化类型植物的NADP-ME进行综合分析,为深入探究揭示NADP-ME复杂的进化关系以及NADP-ME的功能提供参考。

• 出版日期2019
• 单位中国科学院新疆生态与地理研究所; 中国科学院大学