水稻(Oryza sativa L.)α-淀粉酶基因的进化及组织表达模式

摘要

α-淀粉酶在植物特别是谷类萌发种子淀粉降解中具有重要作用.水稻α-淀粉酶基因的结构、进化和表达研究已有报道,但多集中于OsAmyl和OsAmy3这两个亚族内基因间以及发芽种子中.不同亚族间的基因结构、进化及更多组织和时期的表达特点尚缺乏细致研究.本研究通过TblastN同源性比对及保守结构域分析揭示水稻基因组含有11个α-淀粉酶基因.生物信息学分析、系统进化树构建及半定量RT-PCR分析表明,该家族基因在结构上发生了明显的分化,具有清晰的进化层次,OsAmy5A和OsAmy4A是家族中较原始状态的基因;在表达和功能上也发生了明显分化,进化水平较高的基因发生了明显的时空表达特异性分化.OsAmy1A、OsAmy3A及OsAmy3D和OsAmy3E分别在保证种子植物世代传递、维持种子休眠过程中胚的微弱生命活动及保证种子萌发过程中能量的稳定持续供应上具有重要作用.