[目的]蓖麻(Ricinus communis L.)是一种重要的工业油料作物。为了鉴定蓖麻WRI1(WRINKLED1)转录因子,搞清蓖麻种子油脂生物合成调控机制。[方法]利用生物信息学工具全基因组鉴定蓖麻RcWRI1蛋白及基因,分析蓖麻RcWRI1蛋白结构特征和功能;应用qPCR检测蓖麻RcWRI1基因表达谱。[结果]鉴定获得2种蓖麻RcWRI1蛋白,即RcWRI1-1(446AA)和RcWRI1-2(443AA),均为蓖麻RcWRI1基因(LOC8283400)编码的产物。与拟南芥AtWRI1相似,RcWRI1-1和RcWRI1-2都具有2个高度保守AP2结构域,属不稳定的亲水蛋白,预测其具有调控脂肪酸代谢等功能。RcWRI1-1和RcWRI1-2在蓖麻花、叶、种子和果皮均表达,RcWRI1-1的表达量明显高于RcWRI1-2,且在种子中表达量最高。[结论]蓖麻RcWRI1基因编码两种RcWRI1蛋白(RcWRI1-1和RcWRI1-2),其中RcWRI1-1是主要表达者,在蓖麻叶、花、种子和果皮油脂合成中起重要调控作用。本研究可为种子油脂生物合成调控机制提供理论基础。
β-酮脂酰-ACP合成酶Ⅱ(KASⅡ)(EC:2.3.1.179)是控制植物细胞脂肪酸合成和16C与18C脂肪酸比值的关键酶,亦是植物油脂代谢修饰的分子靶标。应用基因组学分析工具从陆地棉(Gossypium hirsutum)基因组鉴定获得一个与已知KASⅡ高度同源的棉花KASⅡ基因GhKASⅡ,编码576个氨基酸肽链,其分子量为61.8 k Da,理论等电点为8.83。蛋白结构预测分析显示,GhKASⅡ蛋白为可溶性酶蛋白,具有质体转运肽,定位于质体中;GhKASⅡ蛋白二级结构主要形式为α-螺旋(32.99%)和无规则卷曲(36.63%)。3D结构模拟表明,GhKASⅡ蛋白为同源二聚体,由2个相同的亚基构成,空间构型为紧密的心形结构。蛋白序列多重比对发现,GhKASⅡ与雷蒙德氏棉、亚洲棉、可可树的KASⅡ蛋白亲缘关系较近,植物KASⅡ蛋白C端保守性高,N端变异大。GhKASⅡ蛋白保守的酶催化活性域位于318~334位(氨基酸残基),其关键酶活位点是位于327位的半胱氨酸。研究结果可为深入解析棉花等油料作物的脂肪酸生物合成机制及油脂遗传改良提供科学参考。
