谷子LAC 基因家族的鉴定及分析
2021-04-19薛佳丽任晓庆郄倩茹申慧芳高建华
薛佳丽,任晓庆,郄倩茹,段 明,申慧芳,高建华
(1.山西农业大学基础部,山西太谷030801;2.山西农业大学生命科学学院,山西太谷030801;3.山西农业大学实验教学中心,山西太谷030801)
漆酶(LAC)是一种含铜离子的酚类氧化酶,属于铜蓝氧化酶蛋白家族,其最初是从漆树(Rhus ver-nicifera)的漆液中发现,之后在一些真菌、细菌中也发现了漆酶的表达[1]。在植物中,漆酶主要参与木质素的合成,而在真菌中,其则与木质素降解有关[2]。木质素作为植物生长发育中的一种次生代谢物,在植物生长发育和抗性方面具有重要的生物学功能。在对植物木质化过程的研究中,植物漆酶备受关注[3]。
近年来,随着植物基因组序列的发布和生物信息学技术对相应数据的挖掘,极大加速了植物基因家族的筛选和鉴定[4]。目前,已报道多种植物的漆酶家族,其中,拟南芥(Arabidopsis thaliana)中含有17 个AtLAC基因[5];水稻(Oryza sativa)基因组含有30 个OsLAC基因,且大部分在根中高表达[6];亚麻(Linum usitatissimum)中鉴定出45 个LuLAC基因[7];甜高粱(Sorghum bicolor)中鉴定出27 个SbLAC基因[8];二穗短柄草(Brachypodium distachyon)中鉴定出29 个BdLAC基因[9];甘蔗(Saccharumspp.)中鉴定出12 个SpLAC基因[10]等。由此可见,不同植物中漆酶基因家族成员存在较大差异。研究发现,植物漆酶主要参与根、茎细胞壁的木质化过程[11]。在拟南芥中,lac4或lac17缺失突变导致茎秆中木质素含量降低约20%,而lac4和lac17双突变体的木质素含量降低40%,且木质部表型不规则,lac17恢复表达能够使木质部剖面结构恢复正常[12]。研究二穗短柄草中LAC5[9]和毛竹中克隆的2 个LAC基因[13]在茎的木质化中也发挥着重要作用。杨树LAC3基因表达对其木质部纤维的正常细胞壁结构和完整性至关重要[14]。……
