甘蓝型油菜bnkcs10基因的克隆和功能分析

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1、中国油料作物学报２０１３，３５（４）：３４９－３５６ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｉｌＣｒｏｐＳｃｉｅｎｃｅｓｄｏｉ：１０．７５０５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－９０８４．２０１３．０４．００１甘蓝型油菜ＢｎＫＣＳ１０基因的克隆和功能分析赵娜，邢素娜，曹应龙，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与遗传育种重点实验室，湖北武汉，４３００６２）摘要：为探讨编码β－酮酰－辅酶Ａ合成酶（β－ｋｅｔｏａｃｙｌｃｏａｓｙｎｔｈａｓｅ，ＫＣＳ）基因家族成员之一的ＫＣＳ１０基因功能，本文通过基因组步移和ＲＡＣＥ技术，从甘蓝型油菜中双９号中克隆了ＢｎＫＣＳ１

2、０基因。甘蓝型油菜ＢｎＫＣＳ１０基因编码区长２３４４ｂｐ，含有两个内含子，长度分别为５２７ｂｐ和１６７ｂｐ。ＢｎＫＣＳ１０基因在花蕾中的表达量最高，其次是柱头和受精后３０ｄ的角果，说明在生殖器官中的表达量明显高于营养器官。转ＢｎＫＣＳ１０基因的酵母能够正常合成预期的蛋白，但没有超长链脂肪酸的合成。关键词：甘蓝型油菜；ＢｎＫＣＳ１０基因；克隆；表达谱；酵母表达中图分类号：Ｓ５６５．４０３文献标识码：Ａ文章编号：１００７－９０８４（２０１３）０４－０３４９－０８ＣｌｏｎｉｎｇａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＢｎＫＣＳ１０ｇｅｎｅｆｒｏｍＢｒ

3、ａｓｓｉｃａｎａｐｕｓ１２ＺＨＡＯＮａ，ＸＩＮＧＳｕ－ｎａ，ＣＡＯＹｉｎｇ－ｌｏｎｇ，ＬＵＣｈａｎｇ－ｍｉｎｇ（ＯｉｌＣｒｏｐｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｎｅｔｉｃＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＯｉｌＣｒｏｐｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｗｕｈａｎ４３００６２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＫＣＳ１０ｇｅｎｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｅｍｂｅｒｓｏｆｔｈｅβ－ｋｅｔｏａｃｙｌ－ＣｏＡｓｙｎｔｈａｓｅ（β－ｋｅｔｏａ

4、ｃｙｌｃｏａｓｙｎｔｈａｓｅ，ＫＣＳ）ｇｅｎｅｆａｍｉｌｙ．ＴｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆＫＣＳ１０ｇｅｎｅ，ｇｅｎｏｍｅｗａｌｋｉｎｇａｎｄＲＡＣＥｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｃｌｏｎｅＢｎＫＣＳ１０ｇｅｎｅｆｒｏｍＢ．ｎａｐｕｓｃｖ．Ｚｈｏｎｇｓｈｕａｎｇ９．ＴｈｅＢｎＫＣＳ１０ｇｅｎｅｈａｓａ２３４４ｂｐ－ｃｏｄｉｎｇｒｅｇｉｏｎｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ２ｉｎｔｒｏｎｓｓｐａｎｎｉｎｇ５２７ｂｐａｎｄ１６７ｂｐｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＢｎＫＣＳ１０ｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｅｄａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｌｅｖｅｌｓｉ

5、ｎｆｌｏｗｅｒｂｕｄｓ，ａｎｄａｌｓｏｉｎｓｔｉｇｍａａｎｄ３０ｄｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｓｅｅｄｓｔｈａｎｉｎｔｈｅｖｅｇｅｔａｔｉｖｅｏｒｇａｎｓ．ＴｈｅｙｅａｓｔｃｅｌｌｓｔｒａｎｆｏｒｍｅｄｗｉｔｈＢｎＫＣＳ１０ｇｅｎｅｐｒｏｄｕｃｅｄＫＣＳ１０ｐｒｏｔｅｉｎｎｏｒｍａｌｌｙ，ｂｕｔｎｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｖｅｒｙｌｏｎｇｃｈａｉｎｆａｔｔｙａｃｉｄｓｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂｒａｓｓｉｃａｎａｐｕｓ；ＢｎＫＣＳ１０ｇｅｎｅ；Ｃｌｏｎｉｎｇ；Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｐａｔｔｅｒｎ；Ｈｅｔｅｒｏｌｏｇｏｕｓｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｙｅａｓｔ［２～４

6、］超长链脂肪酸（ｖｅｒｙｌｏｎｇｃｈａｉｎｆａｔｔｙａｃｉｄｓ，ＶＬ速酶。编码此酶的ＫＣＳ基因存在于不同物种ＣＦＡ）是指含有１８个碳原子（Ｃ１８）以上的一类脂肪中，在拟南芥中ＫＣＳ基因家族有２１个成员（ＫＣＳ１～［５，６］酸，这类脂肪酸在植物的正常生理代谢过程中发挥ＫＣＳ２１），哺乳动物中有７个成员（ＥＬＯＶＬ１～着重要作用［１］。超长链脂肪酸在内质网上由脂酰［７］［８］ＥＬＯＶＬ７），酵母中有３个成员（ＥＬＯ１～ＥＬＯ３）。ＣｏＡ延长酶复合体催化，以１６～１８碳脂肪酸为底物目前只对少数几个基因如ＫＣＳ１［９］、ＫＣＳ６（ＣＥＲ６／合成２０～３０碳链长的脂肪酸。该

7、复合体包括４种ＣＵＴ１）［１０～１３］、ＫＣＳ１０（ＦＤＨ）［１４，１５］、ＫＣＳ１３酶：β－酮酰－辅酶Ａ合成酶（β－ｋｅｔｏａｃｙｌＣｏＡｓｙｎ［１６，１７］［４，１８，１９］（ＨＩＣ）以及ＦＡＥ１进行了研究，在甘蓝型ｔｈａｓｅ，ＫＣＳ）、β－酮酰－辅酶Ａ还原酶（β－ｋｅｔｏａｃｙｌ油菜中，只对ＦＡＥ１基因的功能进行了深入研ＣｏＡｒｅｄｕｃｔａｓｅ，ＫＣＲ）、β－羟酰－辅酶Ａ脱水酶（β［２０，２１］究，其他成员功能研究还未见详细报道。－ｈｙｄｒｏｘｙａｃｙｌＣｏＡｄｅｈｙｄｒａｔａｓｅ，ＨＣＤ）、烯脂酰－辅最早在拟南芥中分离得到的ＫＣＳ１０基因命名酶Ａ还原酶