枇杷糖代謝關(guān)鍵酶HXK基因家族生物信息學分析與功能驗證.pdf

1、己糖激酶是參與糖酵解第一步反應的不可逆酶，是糖代謝過程中的關(guān)鍵酶之一，具有催化己糖磷酸化的作用。本研究通過對RNA-seq測序獲得的枇杷己糖激酶基因家族序列進行生物信息學分析，再將已分離克隆出的枇杷HXK基因遺傳轉(zhuǎn)化煙草，然后對獲得的煙草轉(zhuǎn)基因植株進行生理表型分析及糖含量測定，初步驗證了枇杷己糖激酶的分子功能。主要研究結(jié)果如下:
　　采用NCBI、ExPASy、Predictprotein等分析軟件對RNA-seq測序獲得的EjH

2、XK基因家族進行生物信息學分析。序列分析顯示，7條HXK基因序列均含有完整開放閱讀框，編碼497個氨基酸;蛋白分析顯示，由它們所編碼的蛋白相對分子質(zhì)量均約為53kDa，理論等電點pI在6.1～6.8之間，具有1～2段跨膜區(qū)域，均屬于親水性的穩(wěn)定膜蛋白，無信號肽;二級結(jié)構(gòu)組成均以α-螺旋和無規(guī)則卷曲為主，且多肽鏈上存在多個半胱氨酸殘基位點。蛋白保守結(jié)構(gòu)域預測均包含核苷酸結(jié)合位點和同源二聚體界面;具有豐富的蛋白磷酸化結(jié)合位點和蛋白功能位點，

3、預測分析兩者均可能通過蛋白的磷酸化、糖基化、?；鹊鞍追g后修飾方式對蛋白結(jié)構(gòu)和功能進行調(diào)控。
　　利用DNAMAN、MEGA5.0等分析EjHXK基因家族序列同源進化關(guān)系顯示，它們之間的同源性達95％～98％，與木本植物己糖激酶蛋白序列同源性較高，且蛋白功能域較保守。系統(tǒng)進化關(guān)系分析顯示，己糖激酶在單子葉植物和雙子葉植物中聚類分布沒有明顯的界限，而EjHXK基因與蘋果、中國白梨及可可樹等木本植物中己糖激酶親緣進化關(guān)系接近。

4、r>　　通過農(nóng)桿菌介導法遺傳轉(zhuǎn)化煙草獲得EjHXK轉(zhuǎn)基因植株，對其T1代轉(zhuǎn)基因植株進行生理形態(tài)觀察測定，分析顯示，與野生型煙草植株相比，過量表達EjHXK基因植株提早12～15d開花。利用HPLC測定分析不同時期EjHXK轉(zhuǎn)基因煙草葉片糖含量，結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因煙草和野生型煙草中葡萄糖和果糖含量均隨植株生長而逐漸增加，當達到花期時出現(xiàn)最高值，而后隨著植株成熟衰老其含量不斷下降，其中蔗糖含量變化趨勢不明顯，含量偏低。以野生型煙草作對照，可發(fā)