解盛 李国旗 宋立肖 谢博勋 王雅芳 刘星

摘 要： 植物体中纤维素是细胞壁形成的主要成分，不仅参与细胞形态的建成，调控细胞发育，还参与细胞内多种细胞信号转导途径，进而影响植物体的生长发育。纤维素合酶是植物体合成纤维素的主要酶类。为了探究CesA基因家族对罗布麻生长发育及纤维素合成的调控机理，该文通过生物信息学分析方法，从基因家族鉴定、结构分析、蛋白理化性质与多级结构预测、亚细胞定位、信号肽、进化关系和顺式作用元件等方面，对罗布麻CesA基因家族进行系统鉴定和分子特征分析。结果表明：基于全基因组测序，罗布麻CesA基因家族鉴定含有15个成员，分布在罗布麻11条染色体中的8条上，其编码蛋白的氨基酸数量为730～1 158，相对分子质量81 280.81～130 123.18 kDa，理论等电点6.18～8.83。除了AvCesA3、AvCesA5、AvCesA7、AvCesA10和AvCesA11蛋白为稳定蛋白，其余成员均为不稳定蛋白;除了AvCesA12蛋白为疏水性蛋白，其余成员均为亲水性蛋白。该家族成员包含3～14个外显子，8～15个保守基序。编码蛋白主要分布于质膜与高尔基体上，无信号肽，二级结构以无规则卷曲与α-螺旋为主要构成元件。AvCesA15蛋白的跨膜结构域和三级结构与其他成员存在显著不同。罗布麻CesA基因进化时主要受纯化選择作用。对上游1 500 bp区域顺式作用元件分析，结果显示罗布麻CesA基因受到光、温度、水分、氧气等环境因子及生长素、赤霉素、脱落酸、乙烯、水杨酸等植物激素调控。该研究为进一步探究罗布麻CesA基因家族的生物学功能、提高纤维品质与品种改良奠定理论基础。……