刘 媛

(唐山市植物保护检疫站,河北 唐山 063000）

甜菜（Beta vulgaris）是二年生草本块根植物，具有喜温凉、耐寒等生物特性[1]。目前是我国重要的糖料作物和经济作物之一，其生物产量高，需水量大，主要分布在我国东北、西北和华北地区[2-3]。牻牛儿基焦磷酸合酶 (Geranylgeranyl pyropbosphate svnthase简称GGPPS，催化法尼基焦磷酸和异物烯基焦磷酸缩合生成香叶基香叶基焦磷酸，而后参与类胡萝卜素等物质的合成[4]。本研究采用生物信息学软件对甜菜GGPPS基因进行分析，为甜菜GGPPS基因的后续功能研究奠定基础。

1 材料与方法

从NCBI网下载甜菜GGPPS基因的序列，之后通过ExPASy和NCBI方法研究GGPPS基因相关特性和保守结构域的预测。通过DNAStar分析BvGGPPS的二级结构。从NCBI下载来自8个其他物种的GGPPS的氨基酸序列，并使用DNAMAN进行多序列比对。

2 结果与讨论

从NCBI下载了甜菜GGPPS基因的序列，基因编号为XM_010682603.2。序列分析表明，BvGGPPS基因含1，170bp的开放阅读框，蛋白质氨基酸编码389个，等电点（pI）值5.91。GGPPS基因的氨基酸类型和比例如图1所示，最高氨基酸数是亮氨酸（Leu），而最低数量是半胱氨酸（Cys）和酪氨酸（Tyr）。其预测公式为C1840H2979N503O572S16。其总平均亲水指数为-0.116，脂溶性指数为91.54，溶液中的不稳定指数为45.91。

图1 甜菜GGPPS基因的氨基酸类型和比例

使用保守结构域数据库 （CDD）的分析证明，BvGGPPS蛋白的氨基酸序列具有一个异戊二烯甾体生物C1超家族。而蛋白质二级结构分析结果表明，GGPPS含有14个α-螺旋，12个β-折叠，20个β-转角，而大多数氨基酸是亲水性氨基酸，见图2。

图2 甜菜GGPPS蛋白质二级结构分析

同源性分析表明，BvGGPPS蛋白的氨基酸序列与其他高等植物物种的氨基酸序列具有高度同源性。表1显示BvGGPPS与藜科的几种GGPPS蛋白具有最高的同一性（如菠菜、藜麦），并且同一性水平分别为87%和84%。有趣的是，BvGGPPS与我们研究中引用的其他物种表现出＞68%的同一性，表明GGPPS蛋白在不同物种中高度保守。

表1 其他高等植物物种与甜菜GGPPS蛋白氨基酸序列的同源性

3 结论

在本研究中，我们对甜菜BvGGPPS基因的序列进行了分析，发现该基因编码区全长1，170bp，编码389个氨基酸，等电点（pI）为5.91，其总平均亲水指数为-0.116，脂溶性指数为91.54。系统进化树显示与藜科波菜亲缘关系最近，同源性最高，同时结果表明GGPPS蛋白在不同物种中高度保守。本研究为进一步探究甜菜该基因功能奠定基础。