巴西橡膠樹葉綠體型果糖—1，6—二磷酸酶基因的全長cDNA克隆與表達分析

何斌等

摘 要 利用RACE技術從巴西橡膠樹中克隆到一個葉綠體型FBPase基因，命名為HbcpFBPase。該基因的cDNA全長為1 512 bp，包含1 209 bp的開放閱讀框，編碼一個由402個氨基酸殘基組成的蛋白，蛋白分子量大小約為43.88 ku，理論等電點為6.64。多重序列比對表明該基因為葉綠體型果糖-1，6-二磷酸酶。TargetP軟件預測HbcpFBPase在葉綠體中的概率是0.961。實時熒光定量PCR分析表明，HbcpFBPase基因在雌花中表達量最高，雄花及種子次之；此外，機械傷害和割膠以及多種植物激素如乙烯利ET及植物生長素2，4-D可使HbcpFBPase基因下調表達。研究結果對進一步研究橡膠樹光合作用碳固定、以及深入研究光合作用與膠乳合成之間的關系提供理論參考。

關鍵詞 巴西橡膠樹；HbcpFBPase基因；克隆；生物信息學；基因表達

中圖分類號 S794.1 文獻標識碼 A

Abstract Fructose 1，6 - bisphosphatase（fructose-1，6-bisphosphatase， FBPase， EC 3.1.3.11）is a regulatory key enzyme for dark reactions of photosynthesis in green plants. In this study， the full-length cDNA of a putative chloroplast FBPase gene from Hevea brasiliensis was cloned by using rapid amplification of cDNA ends（RACE）technology， and named as HbcpFBPase. The nucleotide sequence of HbcpFBPase cDNA was 1 512 bp long， which contained an open reading frame（ORF）of 1 209 bp， and predicted a peptide of 402 amino-acids s with a molecular weight of 43.88 ku and a theoretical pI of 6.64. Multiple sequence alignment indicated that HbcpFBPase were grouped together with other known chloroplast FBPase enzymes. TargetP software predicting showed HbcpFBPase had a probability of 0.961 localized in the chloroplast. Real-time PCR analysis showed that HbcpFBPase gene was most highly expressed in the female flower， and then in male flower and seeds. Furthermore， HbcpFBPase expressions were found to be down regulated by wounding， tapping and several phytohormones（ethylene and auxin）. This study will be beneficial to further studies of rubber tree carbon fixation of photosynthesis， as well as the relationship between photosynthesis and rubber latex production.

Key words Hevea brasiliensis； HbcpFBPase； Gene cloning； Bioinformatics analysis； Gene expression

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.03.002

天然橡膠是一種重要的工業原料，在交通運輸及軍用工業中都發揮著重要作用。世界上產膠植物有2 000余種[1]，其中99%的天然橡膠來自巴西橡膠樹[2]。與其它高等綠色植物一樣，橡膠樹利用光合作用在源組織葉片中合成蔗糖，為橡膠烴合成提供原料，因此，蔗糖的分配和利用將直接影響巴西橡膠樹的橡膠合成。

果糖-1，6-二磷酸酶（fructose-1，6-bisphosphatase，FBPase，EC 3.1.3.11）是在綠色植物光合作用暗反應階段起重要調控作用的關鍵酶。高等植物中存在著2種果糖-1，6-二磷酸酶（fructose-1，6-bisphosphatase，FBPase）：胞質型（cyFBPase）和葉綠體型（cpFBPase），分別在糖異生代謝和光合作用中起關鍵作用[3-8]。大多數高等植物中的FBPase以單聚體、二聚體和四聚體的形式存在，其中有催化活性的是四聚體形式的FBPase[9]。葉綠體和胞質中的果糖-1，6-二磷酸酶均能被高度地調控，但調控的機制卻不同，cyFBPase在糖異生中起調控作用，受腺苷一磷酸（AMP）和果糖-1，6-二磷酸的強烈變構抑制；……