烟草NtAGPase基因家族的鉴定及功能解析

摘要

淀粉是重要的碳水化合物,其组成和性质直接影响着烟叶的经济价值.ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)是淀粉合成途径的关键性限速酶,但有关其基因特征、酶活性和代谢调控等在烟草中还未见详细报道.以拟南芥AtAGPase蛋白序列为索引序列,对烟草NtAGPase基因家族进行全基因组鉴定,通过BlastP比对及结构域分析,鉴定出烟草NtA GPase基因家族包含3个大亚基基因(NtLSU1、NtLSU2、NtLSU3)和一个小亚基基因(NtSSU);利用生物信息学工具对其编码蛋白序列进行解析.结果 显示,NtAGPase蛋白分子质量在57.03～58.43 ku,等电点在6.58～8.52;NtLSUs和NtSSU均定位于叶绿体上,属于质体型亚基;NtLSUs基因含有14～ 15个外显子,NtSSU基因仅含有9个外显子.三级结构预测结果显示,烟草NtAGPase酶蛋白为异源四聚体,NtA GPase基因家族启动子区域含有多种与光、激素和逆境反应相关的响应元件,预示着其在光合作用、生长发育和逆境响应等过程中行使重要功能.系统进化树分析表明,烟草NtAGPase蛋白与茄科植物马铃薯亲缘关系更近,而与模式植物拟南芥亲缘关系较远.研究结果可为进一步阐明烟草NtAGPase基因家族的功能及作用机制奠定基础.