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分子植物育种
(
网络版
), 2011
年
,
第
9
卷
,
第
1471
-
1478
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2011, Vol.9, 1471
-
1478
http://mpb.
5th
.sophiapublisher.com
1471
数据分析
Analysis
小麦淀粉合成酶基因家族的生物信息学分析
李春艳
,
李诚
,
李卫华
,
曹连莆
石河子大学农学院
,
石河子
, 832000
通讯作者
:
009917@sina.com
作者
分子植物育种
, 2011
年
,
第
9
卷
,
第
64
篇
doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0064
收稿日期：
2011
年
03
月
12
日
接受日期：
2011
年
04
月
28
日
发表日期：
2011
年
05
月
27
日
这是一篇采用
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李春艳等
, 2011,
小麦淀粉合成酶基因家族的生物信息学分析
,
分子植物育种
Vol.9 No.64 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0064)
摘
要
为了进一步研究小麦淀粉生物合成机理，本研究利用生物信息学软件分析了六倍体小麦淀粉合成酶基因家族的组
成、结构和进化关系。结果表明，小麦基因组中至少存在九个编码淀粉合成酶的基因，分别位于不同的染色体上。九种酶的
多肽长度差异较大，而属于同种同工酶的多肽序列长度相近。根据氨基酸序列的催化和糖原转移两个结构域的起始位置，可
以将小麦淀粉合成酶基因家族分为两个亚家族。
关键词
小麦
;
生物信息学
;
基因家族
;
淀粉合成酶
Bioinformatic Analysis of the Starch Synthase Gene Family in Wheat
Li Chunyan , Li Cheng , Li Weihua , Cao Lianpu
Shihezi University, Shihezi, 832000, P.R. China
Corresponding author, 009917@sina.com;
Authors
Abstract
In order to further investigate the mechanism of starch biosynthesis in wheat, in this study the bioinformatic softwares
were employed to analyze the gene constituents, structure and phylogenetic relationship of starch synthase in wheat. The results
showed that this gene family were at least composed of nine genes which encode starch-synthesis enzymes and located in different
chromosome. The lengths of the amino acid sequences of wheat starch synthases were obviously different but it is similar for the
same isoform. Based on the location of caltalytic domain and clycosyl transferases domain of the amino acid sequencese, the starch
synthase gene family in wheat was divided into two subfamilies.
Keywords
Triticum aestivum.
L; Bioinformatics; Gene-family; Starch synthase
研究背景
随着拟南芥和水稻等模式植物全基因组测序
的完成
(Yu et al., 2002)
，推动了人们在基因组水平
上对植物重要基因家族进行挖掘、比较分析和功能
预测。淀粉的生物合成是一个复杂的过程，涉及众
多淀粉合成酶的共同作用
(Tomlinson et al., 2003)
，
从基因结构的角度可将这些由一个小的多基因家
族编码的植物淀粉合成酶划分成
GBSS
、
SS
Ⅰ
、
SS
Ⅱ
、
SS
Ⅲ
和
SS
Ⅳ
五个基因家族
(Dian et al., 2005)
。目
前，对水稻和拟南芥淀粉合成相关酶基因结构、进
化和功能已有众多深入研究
(Jeng et al., 2009;
Szydlowski et al., 2009)
。已报道的小麦基因组中存
在九个编码淀粉合成酶的基因，部分基因已被成功
克隆
(Peng et al., 2001; Dian et al., 2003; Leterrier et
al., 2008)
，其中编码
GBSSI
蛋白的基因为
gbss
Ⅰ
或
waxy
基因，有三个高度同源的
waxy
基因
Wx
-
A1
、
Wx
-
B1
和
Wx
-
D1
已被分离，三个基因序列的相似性
达到
95.6~96.3%
，
gbss
Ⅱ
基因分别位于
2B
、
2D
和
2A
染色体上，为单拷贝
(Murai et al., 1999; Vrinten et al.,
2000)
。
SS
Ⅰ
基因位于第
7
组染色体上，
SS
Ⅱ
基因也
位于第
7
组染色体上
(Li et al., 1999)
，
SS
Ⅲ
基因位于
第
1A
染色体上
(Li et al., 2000)
，
SS
Ⅳ
基因是一类全
新的
SS
同工型，位于第
1
组染色体上
(Leterrier et al.,
2008)
，目前对其研究尚少。本研究以小麦的相关数
据为模板分析了淀粉合成酶基因家族的组成、结构
和进化关系，以期为今后进一步研究小麦淀粉生物