甘蓝型油菜KCS13基因克隆与组织表达特异性分析

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1、2011年8月中国油料作物学报2011，33(4):311－317Chinesejournalofoilcropsciences甘蓝型油菜KCS13基因克隆与组织表达特异性分析*邢素娜，曹应龙，武玉花，吴刚，李均，卢长明(中国农业科学院油料作物研究所，农业部油料作物生物学重点开放实验室，湖北武汉430062)摘要:通过巢式PCR和基因组步移方法，从油菜的基因组中获得一段长度为3356bp的序列。分析显示，该序列包含了KCS13基因的编码序列和启动子，命名为甘蓝型油菜KCS13基因，其转录区全长为1587bp，编

2、码区长1389bp，无内含子，编码一条长462个氨基酸的多肽链。在甘蓝型油菜A、C基因组中都有KCS13基因存在。该基因主要在花蕾中表达，茎、叶和种子中表达稍弱，根中未检测到该基因表达。关键词:油菜;基因克隆;KCS13;表达分析中图分类号:S565．403文献标识码:A文章编号:1007－9084(2011)04－0311－07KCS13genecloningandexpressioninrapeseed(Brassicanapus)*XINGSu－na，CAOYing－long，WUYu－hua，WUGan

3、g，LIJun，LUChang－ming(OilCropsResearchInstitute，ChineseAcademyofAgriculturalSciences，KeyLaboratoryofOilCropBiologyoftheMinistryofAgriculture，Wuhan430062，China)Abstract:A3356bpgenomicDNAfragmentwasisolatedfromrapeseedgenomebyusingnestedPCRandge-nomicwalkingPCR

4、strategies．Itcontained1587bpoftranscriptionregion，with1389bpofcodingsequenceswith-outintron，encodingapolypeptideof462aminoacidresidues．KCS13geneswerefoundinbothAandCgenomespeciesofBrassica．TheKCS13genewasshowntoexpresspredominantlyinflowerbuds，stems，leavesan

5、dseeds，butnotinroots．Keywords:Rapeseed;Genecloning;KCS13;Expressionprofiling超长链脂肪酸是碳链长度大于20的脂肪酸总18C)骨架上，该反应是长链脂肪酸合成的限速步［4］称，这类脂肪酸通过参与植物蜡质，生物膜膜脂、鞘骤。研究表明，KCS酶基因是一个基因家族，该脂、角质和木栓质等的合成，在植物生长发育和环境家族的不同KCS基因编码的酶具有不同的底物特［1］［5］适应性方面起重要作用。不仅超长链脂肪酸具异性，决定了产物长链脂酰基的链长。不同物

6、种有重要的生理功能，其中的多不饱和脂肪酸还具有具有不同种类和数量的KCS基因，如在酵母中KCS［6］重要的营养价值，如有“深海鱼油”之称的二十碳五酶基因家族有3个成员(ELO1～3)，在哺乳动物［7］烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)对人脑和视中有7个成员(ELOV1～7)，而在拟南芥中共有［2，3］［1］网膜发育以及心血管健康都非常有益。21个成员(KCS1～21);目前对这个基因家族的［8］超长链脂肪酸是以十八碳脂肪酸为底物，通过研究报道主要集中在少数几个基因上，如KCS1，［9－11］［12，13］

7、碳链延伸合成的。超长链脂肪酸的延伸反应由酯酰KCS6和KCS10等。在油菜中，只对芥酸合［14］辅酶A延长酶复合体催化，该复合体包括4种酶:3成相关的FAE1基因(又称KCS18基因)进行了－酮酰－辅酶A合成酶(KCS)、3－酮酰－辅酶A深入研究，对该家族其它基因的研究基本属于空白。还原酶(KCR)、3－羟酰－辅酶A脱水酶(HCD)、烯在棉花中超量表达KCS13基因可使棉花纤维［15］脂酰－辅酶A还原酶(ECR)。其中KCS酶负责将细胞伸长。在拟南芥中，KCS13基因(又名HIC)［16］丙二酸单酰辅酶A上的2

8、个碳原子转移到碳链(＞发生突变，叶片表面气孔密度升高。研究显示，收稿日期:2010－12－03基金项目:国家863计划(2008AA10Z152);国家自然科学基金(30471099)作者简介:邢素娜(1985－)，女，河北省沧州市人，硕士研究生，研究方向为作物遗传育种*通讯作者:卢长明(1959－)，男，研究员，博士生导师，从事基因工程与转基因安全研究，E－mail:cmlu@oil