黔中白云岩风化剖面的钕、锶同位素组成及演化.pdf

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1、3"!!第!"卷!第"期!#$$"年"月蓝藻门中类胡萝卜素合成关键酶基因的水平转移分析"陈!倩!姜建国""华南理工大学食品与生物工程学院!广州#&’*(’摘要!!类胡萝卜素合成酶基因%2"5基因&是一类指导类胡萝卜素合成的基因!迄今为止还没有人很好地阐述蓝藻2"5基因序列的多样性和早期进化特征4为研究蓝藻2"5基因的多样化程度!了解其进化规律!文中利用现有资料!分析了参与蓝藻门中类胡萝卜素代谢的关键酶的分子进化关系!主要目的是提供2"5基因在蓝藻门中的进化轮廓!分析其是否存在基因的水平转移!并评价其选择方式!便于今后描述该基因在蓝藻中的进化特征4系统发育分析发现在蓝藻基因组中

2、频繁发生基因的水平转移!而氨基酸变化大部分是在正向选择下进化的4分析还发现大部分代谢前期的2"5基因相对保守!一些亲缘关系密切的蓝藻其类胡萝卜素基因却有较远的进化距离4关键词!!蓝藻!类胡萝卜素!系统发育!分子进化!基因水平转移&*’!!基因的水平转移"也称基因侧向转移!/-C?:-/出现之后产生的原因是基因的水平转移4目前关8?7?C:-7<0?:$是指遗传物质从一个物种通过各种方于蓝藻门基因水平转移研究报道较少!但有文章报&&’&"’&%’式转移到另一个物种的基因组中4地球上细胞进道藻类的#G4’!#G4;!#G4.!/!d等基因存在化的驱动力来自基因的水平转移!即获得外

3、来细胞水平转移4的组成成分(((基因和蛋白质(((促进自身细胞实类胡萝卜素是自然界中分布最广泛的色素!存&!’体的进化4在原核生物中!转化-转导-接合和在于所有光合生物和部分非光合生物!包括细菌-&)’转染等现象是频繁发生的4这些通过水平转移产藻类-真菌以及酵母4类胡萝卜素在这些生物中主生的外源基因在选择的作用下!经过突变积累!功要起两个作用#通过捕获光能!散发过多的辐射能&&’以实现光吸收%通过猝灭叶绿体的三线态!使组织能分化!可能形成功能相似的或新的基因4系统&3’发育分析法是目前最直接的鉴定基因水平转移的方免遭光氧化的伤害4类胡萝卜素代谢前期是两个法!可以反映出物种间某

4、基因的异常相似性及分牻牛基牻牛基焦磷酸"VVML$分子缩合!在H:C+的布4用这种方法已经揭示了许多可靠的基因转移现催化下生成八氢番茄红素%然后在H:CI!H:CL和象!比如对线粒体M>F的分析表明其高度的相似H:CW的脱氢作用下!依次生成六氢番茄红素-:$胡&(’性应源于远古的基因转移4分析蓝藻和古细菌固萝卜素和链孢红素%多数脱氢反应止于番茄红素!氮基因%4/的系统发育发现!这种保守并重要的基随后在H:Cd!H:CT的作用下!形成;$胡萝卜素和&#’&&’’因在不同的物种间发生了频繁的水平转移4N-[$<$胡萝卜素4途径后期进入无环和环式叶黄素代^?]在研究光合微生物进化史

5、时!认为蓝藻在高低谢4VUHV:-,4<阳性菌!梭形杆菌属!无硫绿细菌等现代分子遗传工程的进步!推动了藻类中类胡!!’’*$&!$&&收稿!!’’"$’&$&!收修改稿!"国家自然科学基金资助项目"批准号#!’*"*’(&!!’’"*’!’$!""通信作者!+$,-./#16^718!?[@457!第!"卷!第"期!#$$"年"月3")萝卜素代谢的研究!使研究人员对涉及该途径的酶料!其登录号-系统发育树中的缩写详见表&4采&&&’&&(’有了更深的了解!如VVML合成酶!八氢番茄用A+VF)4&软件包中的A+法"最小进化法$构&&!’&&)’红素合成酶!八氢番茄红素脱氢酶4但

6、是至今建系统发育树!选择修改后的>?.$V616;6:.的R$未有研究揭示藻类中有关类胡萝卜素合成的基因转[.

7、点4选择子进化关系4主要目的是提供这些基因在蓝藻中的<]7$767<]767,6@<"同义$非同义$模型计算序列中进化轮廓!研究其是否存在基因的水平转移!并评各亚支的物种每个位点的同义"!$和非同义"!$替D>价其选择方式!便于今后描述该基因在蓝藻中的进换数!以及!.!值!其涉及的算法与系统发育树>D化特征!为此类基础研究提供基础依据4的相同4利用L:6<.C?"^CCR#..ZZZ4?QR-<]46:8.R:6<.C?.$和L0-,"^CCR#..ZZZ4<-78?:4-54@Y.!!方法D60CZ-