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火炬松HMGR基因的系统发育、分子进化和表达分析

2021-06-23毛积鹏杜澄举黄林旺刘天颐黄少伟

生物学杂志 2021年3期
关键词:物种分析检测

毛积鹏,杜澄举,黄林旺,刘天颐,黄少伟

(1.华南农业大学 林学与风景园林学院 广东省森林植物种质创新与利用重点实验室,广州 510642;2.台山市红岭种子园,台山 529223)

火炬松(PinustaedaL.)原产于美国东南部,20世纪30年代开始引入我国,具有适应能力强、产脂量高、木材和纤维产量高以及生长快等特点,是世界范围内重要的造林和工业用材树种之一[1-2]。此外火炬松各组织部位均含有松脂,其主要成分萜类化合物在植物与植物、植物与环境、植物与病原体等其他生物体的相互作用过程中具有至关重要的作用[3-4]。除此之外,萜类化合物还被广泛应用于食品、化妆品、医药、香料和工业化学品等行业[5-6]。萜类化合物在高等植物体中可以通过分别发生在细胞质和质体中的甲羟戊酸(MVA)和甲基赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)两种途径合成。3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-Hydroxy-3-methyl glutaryl coenzyme A reductase, HMGR)是一种高度保守的酶,在植物组织中催化3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A形成甲羟戊酸,是MVA途径的限速酶[8-10]。研究分别对HMGR基因在19种代表性植物中的系统发育、在火炬松进化枝中的分子进化特性及在火炬松不同组织部位的表达特征进行分析,旨在为以HMGR基因为靶点进行萜类化合物生物合成的分子调控研究及开展基于分子标记的高产脂火炬松优良品系的改良工作提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 HMGR基因CDS序列获取

火炬松HMGR基因的编码序列(Coding sequence, CDS)来自火炬松基因组数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/?term=txid3352)。提交火炬松HMGR基因的CDS序列到NCBI数据库进行BLAST比对,另选取18个具有代表性物种的HMGR基因CDS序列进行比对分析,同一物种有多条HMGR序列信息的选取和火炬松HMGR基因CDS同源性最高为代表。……

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