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条斑紫菜抗坏血酸过氧化酶基因的克隆及生物信息学分析
作者：陈旸升等
来源：《天津农业科学》2014年第04期
摘要：结合电子克隆及RT-PCR技术获得条斑紫菜（Porphyrayezoensis）过氧化物酶基因。该基因cDNA序列长847 bp，包含编码245个氨基酸的开放阅读框。生物信息学分析结果显示，该基因编码蛋白无信号肽序列，与高等植物拟南芥的细胞质抗坏血酸过氧化物酶蛋白序列同源性较高，在细胞质中行使功能。此外，该基因的进化历程基本符合植物从低等到高等的进化过程。
关键词：条斑紫菜；抗坏血酸过氧化物酶；克隆；生物信息学
中图分类号：S968.43+1 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.04.003
植物在干旱、高盐、低温、高温等逆境中产生过量的活性氧基团（Reactive oxygen species，ROS），细胞内高浓度的ROS会引起细胞凋亡甚至坏死。抗坏血酸过氧化酶（Ascorbate peroxidase，APX）是一类清除体内过氧化氢的酶，对于植物和藻类不可缺少，它保护叶绿体及其他细胞器免受过氧化氢和由过氧化氢分解的羟基造成损伤。APX是植物抗坏
血酸-谷胱甘肽循环中的关键酶之一[1]。APX属于多基因家族，由植物细胞质、叶绿体、线粒体、过氧化物酶等细胞器中的多条同源基因组成[2]。大量研究表明，非生物胁迫条件下，植
物以APX基因迅速表达、体内抗坏血酸含量变化来响应胁迫信号[3-6]。同时，大量APX基因过表达和抑制表达的转基因植物均不同程度地提高了对氧化胁迫环境的抵抗能力[7-9]。
条斑紫菜（Porphyrayezoensis）属于红毛藻纲，由于它可以小规模培养，生长周期短（实验室条件2～3月），基因组比较小（260 Mbp），适合作为研究海藻生理学和分子生物学的模式生物而得到广泛关注。目前，已经可以得到条斑紫菜配子体和孢子体的大量EST序列。条
斑紫菜生长在潮间带，长期暴露于空气，处于高盐等恶劣环境中，这也使它成为研究藻类响应非生物胁迫的优良材料[10]。本研究克隆了条斑紫菜APX基因的cDNA序列，进行了序列测
定和生物信息学分析，为该基因在藻类中的作用机理和利用该基因进行作物耐盐转基因改良奠定基础。
1 材料和方法
1.1 材料与试剂
条斑紫菜叶状体采自大连旅顺黄金山近海海域。Qiagen Rneasy Plant Mini试剂盒购自Qiagen公司，PrimeScript II 1st Strand cDNA Synthesis Kit试剂盒、TAKARA LA Taq和dNTPs