文档介绍：烟草DGAT基因家族全基因组鉴定与分析摘要:二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是三酰甘油合成的关键酶和唯一限速酶。在烟草中鉴定DGAT基因对于研究油脂代谢途径和创造具有附加值的新型油料作物具有重要意义。本研究从烟草基因组鉴定DGAT家族基因,并对序列特性、基因结构、亞细胞定位、进化模式、表达模式等进行分析。结果表明,共获得25个烟草DGAT家族蛋白,其平均氨基酸长度为485,大部分为碱性蛋白和亲水性蛋白,有13个DGAT蛋白定位到8条连锁群上;有16个蛋白定位到内质网,6个定位叶绿体,3个定位到胞外;烟草DGAT蛋白包含典型的WS_DGAT结构域和LPLAT结构域;系统发育树将DGAT家族分为DGAT1、DGAT2、DGAT3和WSD等4个类群,但烟草DGAT仅划分到DGAT2和WSD两个类群;不同烟草DGAT基因的时空表达特性有所差异,并表现出一定的组织特异性,主要集中在衰老叶片和花器官中大量表达。关键词:基因家族;DGAT;烟草;生物信息植物油脂不仅可作为细胞膜组成的脂肪酸供体,还可以以三酰甘油(Triacylglycerol,TAG)的形式存贮,作为真核生物主要的能量来源,对植物生长发育具有重要作用[1]。同时,植物油含有丰富的不饱和脂肪酸,是人类健康饮食的重要物质。植物油脂经***化处理后也可作为一种可再生生物柴油,在替代石油燃料方面具有潜在价值[2]。因此,了解油脂的生物合成也将有助于创造具有附加值的新型油料作物。三酰甘油是油脂贮藏的一种主要形式。虽然在不同的器官和组织中,三酰甘油的生物合成存在多种途径[3],但最经典的还是三磷酸甘油途径(Kennedy途径)[4]。在该途径中,二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerolacyltransferase,DGAT)催化最后一步反应,将二酰甘油转化为三酰甘油,是影响三酰甘油含量的关键酶,也是唯一的限速酶[5]。目前,DGAT基因家族共发现4种亚型,分别为DGAT1、DGAT2、DGAT3和WS/DGAT。其中DGAT1、DGAT2是主要亚型,在大多数真核生物中广泛存在。DGAT1已经在旱金莲[6]、蓖麻[7]、玉米[8]、芝麻[9]、油菜[10]等作物中被鉴定,DGAT2已经在蓖麻[11]、油桐[12]、油菜[10]、橄榄[13]等作物中被鉴定。研究表明DGAT1和DGAT2在真核生物进化过程中是独立进化的,并且其功能趋于同质化[14]。DGAT3和WS/DGAT是近几年发现的亚型,只在很少的作物中被报道。其中DGAT3是一种可溶性酶,在花生[15]和拟南芥[16]等作物中被鉴定。WS/DGAT是一种双功能酶,其主要功能是催化蜡酯的合成,同时也参与少量TAG的合成[17-18]。与DGAT1和DGAT2一样,DGAT3和WS/DGAT似乎也是独立进化的[19]。烟草是一种叶用经济作物,但其种子油含量高,%~%,有的甚至可以达到48%[20]。而且烟籽油营养价值高,不饱和脂肪酸含量高于橄榄油、茶籽油、大豆油、玉米油、芝麻油、亚麻油等,仅次于核桃油[21-22],可以作为一种潜在的食用油。此外,烟草种子油经过酯交换反应后也可用于可再生生物燃油[23]。目前,烟草中的一个DGAT基因已经被鉴定[24],但还有很多基因功能尚待解析。本研究利用生物信息学方法对烟草DGA