脯氨酸代谢途径上的关键酶基因在芸薹属异源四倍体中的进化研究

脯氨酸积累是植物在环境胁迫下的一种非常显著的代谢适应机制，也是从低等植物到高等植物大都具有的较为保守的一种现象，但在不同的植物中其调控机制不尽一致。目前还不了解脯氨酸积累及其相关的基因在植物中的进化情况。芸薹属禹式三角中的多倍体及其祖先二倍体物种为我们提供了很好的模式系统。本项目计划以芸薹属异源四倍体及其二倍体祖先种为材料，深入了解芸薹属物种盐胁迫下的脯氨酸积累规律，探讨脯氨酸代谢途径上的关键酶基因序列在多倍体中的进化方式，检测来自祖先基因组的部分同源的关键酶基因在多倍体中的表达差异，阐明芸薹属多倍体中脯氨酸代谢途径上的关键酶基因的进化方式与脯氨酸积累之间可能的关联，为了解多倍体适应性进化的遗传基础和更好地遗传改良作物提供理论基础。

通过和拟南芥的序列作比对分析, 我们得到了3个P5CS1基因在白菜中,3个在甘蓝中分析了这些基因的结构,它们和拟南芥P5CS1具有非常保守的基因结构.外显子区大小完全一样。应用DNA-SSCP,基因特异引物PCR和基因克隆的方法,证实油菜中存在6个P5CS1基因,并且分别得到了这些基因的基因组序列。BnaA.P5CS1.a a和BnaA.P5CS1.d 基因在不同器官中有差异性表达,表明了P5CS1基因在油菜中的亚功能化.盐胁迫条件下,所有P5CS1基因都被诱导表达.胁迫条件下的脯氨酸积累也是四倍体油菜中高于二倍体白菜和甘蓝.