白花泡桐纤维合成酶PfCesA4基因克隆及初步表达分析

本研究的目的是克隆白花泡桐纤维素生物合成途径关键酶基因——纤维素合成酶家族基因。采用 PCR 和 RACE 技术，利用 Oligo、Primer Premier 5 等软件进行引物设计，从白花泡桐中克隆出纤维素合成酶基因一条，NCBI 分析后，命名为 PfCesA4 (NCBI 登录号: MK340936)。PfCesA4 基因的 cDNA 全长为 3 735 bp，其开放阅读框(ORF)长度为 3 138 bp，能够编码含有 1 045 个氨基酸的蛋白质，此蛋白质的相对分子质量为119 081.91 u，等电点为 7.24。二级结构分析表明其以 α- 螺旋和无规则卷曲为主。结构域和跨膜区分析表明其在 N 端含有锌指结构域及 2 个跨膜区，在 C 端含有 6 个跨膜区，这些结构域能够表现纤维素合成酶的特征。系统进化树分析表明在所选取的物种当中，白花泡桐与芝麻的亲缘关系较近。组织特异性分析结果表明，其在茎中的表达量最高，根部次之，叶部最少；且在茎中，木质部的表达量高于韧皮部，说明其可能主要参与次生壁的建成。通过对 PfCesA4 基因的克隆及分析，能够为泡桐纤维素生物合成途径及后期利用分子手段对泡桐木材进行遗传改良提供基因资源。