黃瓜CsGASA4基因克隆及生物信息學分析

秦智偉，于思琦，劉　東，辛　明，周秀艷

（1.農業部東北地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，哈爾濱　150030；2.東北農業大學園藝園林學院，哈爾濱　150030）

黃瓜（Cucumis sativus L.），別名胡瓜、王瓜，為葫蘆科甜瓜屬一年生攀緣草本植物，起源于喜馬拉雅山脈熱帶地區[1]。黃瓜生產栽培常受各種病原菌侵染，影響產量和品質。近年來，隨著世界保護地蔬菜栽培面積擴大，為多種流行病害提供適宜生存環境，尋找抗病基因對黃瓜抗病性育種意義重大。

GASA基因家族是一類受GA調控的基因家族[2]。GASA蛋白結構包含N-端信號肽序列，該序列通常由18～29個氨基酸殘基組成；信號肽后面是由7～31個極性氨基酸殘基組成的親水區域；C-端是約60個氨基酸組成的高度保守結構域，即GASA結構域[3]。GASA結構域是GASA家族成員核心結構域，Rubinovich和Sun等研究認為，該結構域缺失或保守半胱氨酸殘基突變均會導致GASA蛋白喪失功能[4-5]。張強等研究表明，GASA蛋白多數屬于分泌蛋白一類，該家族蛋白結構相似，但功能各異[6]。Kotilainen等研究表明，同為GASA基因家族不同成員功能可能相同或相反，非洲菊GEG和PRGL基因在花瓣伸長中表現相反功能——GEG基因通過抑制細胞伸長而抑制花瓣尺寸[7]，PRGL基因則相反[8-9]。Shi等在赤霉素缺失的番茄突變體gib1中分離出的GAST1基因是首個GASA基因家族成員[10]。Herzog等在擬南芥中發現GASA基因家族[11]。矮牽牛[12]、非洲菊[7]、馬鈴薯[13]、水稻[14]、草莓[15]等中也有該家族基因。GASA蛋白在植物生長發育階段[16-18]、非生物脅迫[12,19]、生物脅迫[13,20]及激素信號轉導[5,21]中均有顯著作用。多數GASA家族基因受GA調控。赤霉酸（GA3）誘導矮牽牛后得到4個GIP同源基因高表達[12]；……