大豆谷氨酰胺合成酶基因的分类及根瘤特异表达GmGS1β2基因功能的初步分析-论文.pdf

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1、作物学报ACTAAGRONOMICASINICA2013，39(12)：2145—2153http：／／zwxb．chinacrops．org／ISSN0496—3490；CODENTSHPA9E—mail：xbzw@chinajourna1．net．cnDoI：l0．3724／SP_J．1006．2013．02145大豆谷氨酰胺合成酶基因的分类及根瘤特异表达GmGSlfl2基因功能的初步分析王晓波滕婉何雪2童依平2，安徽农业大学农学院，安徽合肥230036；中国科学院遗传与发育生物学研究所／植物细胞

2、与染色体=_I-程国家重点实验室，北京1001O1摘要：从Phytozome数据库中获得包括大豆在内的12种植物的谷氨酰胺合成酶(glutaminesynthetase，GS)氨基酸序列，利用MEGA5．10软件进行多序列比对、构建进化树。进化分析表明，植物GS可以分成胞质型(GS1)和质体型(GS2)两大类，GS1可进一步分成分5个亚类，包括双子叶植物为主的I、II和III亚类、低等植物类(IV)和单子叶植物类(V)。这5亚类中，第1I类是豆科植物特有的一类，大豆的4个GS1(GmGS1p1／2和G

3、mGS171／2)属于该亚类；利用qPCR在大豆盛花期分析GSI基因的组织表达特异性，结果表明不同类型GmGS1基因在表达部位和表达丰度上存在较大差异，而同一类基因之问具有相似的表达规律；4个豆科植物特有的GS1基因在大豆根瘤中都有较高的表达量，其中位于大豆第18染色体上的GmGSlfl2基因表达丰度最高；利用原核表达系统体外表达GmGS1B2蛋白，诱导出分子量大小与理论预测值一致的目标蛋白，酶活性分析表明GmGS1B2可以与底物发生催化反应，具有谷氨酰胺合成酶活性，推测该基因在大豆根瘤氮素同化代谢中

4、具有重要作用。关键词：大豆；GmGS1基因；组织特异表达；GS酶活性ClassificationofGlutamineSynthetaseGeneandPreliminaryFunctionalAnalysisoftheNodule．PredominantlyExpressedGeneGmGS1B2inSoybeanWANGXiao-BO，TENGWan，HEXue，andTONGYi-PingSchoolofAgronomy,AnhuiAgriculturalUniversity,Hefei2300

5、36．China；StateKeyLaboratoryofPlantCellandChromosomeEngineering／InstituteofGeneticsandDevelopmentalBiology,ChineseAcademyofSciences，Beijing，100101，ChinaAbstract：Thepurposeofthisstudywastoanalyzetheevolution，classificationandtissueexpressionspecificityofs

6、oybeancyto．solicglutaminesynthetasegenes．G1utaminesynthetasefGS)proteinsfrom12speciesweredownloadedfromphytozomedata—base，andusedforphylogeneticanalysis．TheGSsweredividedintotwogroups，cytosolicglutaminesynthetase(GS1)andplas—tidicglutaminesynthetase(GS2

7、)basedonthemaximumlikelihoodofMEGA5．10soflware．TheGS1groupwasfurtherdividedintofivesubgroups，includingthreedicotyledonssubgroups(I，II，andⅡI)，lowerplantssubgroup(IV)andmonocotyledonssubgroup(V)．AllGSsinsubgroupI1weremainlydeftvedfromleguminousplantsinclu

8、dingfourGmGS1proteins(GmGS1B1／2andGmGS17l／21insoybean．Real—timer_PCRanalysisofGmGgenesindicatedthatsoybeanduplicatedgeneshadthesametissuespecificityofexpression．whilethefoursubgroupIIGm1genespresentedhigherexpressionlevelinsoybea