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1、植物學(xué)通報(bào)2005,22(2):138~146ChineseBulletinofBotany研究論文高等植物葡萄糖-6-磷酸脫氫酶與6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶基因的不同進(jìn)化起源①黃驥候夫云王建飛張紅生(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室南京210095)摘要葡萄糖-6-磷酸脫氫酶與6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶是植物戊糖磷酸途徑中的兩個(gè)關(guān)鍵酶。在克隆了水稻質(zhì)體葡萄糖-6-磷酸脫氫酶基因OsG6PDH2和質(zhì)體6-磷酸葡萄糖脫氫酶基因Os6PGDH2基礎(chǔ)上,分析比較了水稻胞質(zhì)和質(zhì)體葡萄糖-6-磷酸脫氫酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶基因的基因結(jié)構(gòu)、表達(dá)特性和進(jìn)化地位
2、。結(jié)合雙子葉模式植物擬南芥兩種酶基因的分析結(jié)果,認(rèn)為高等植物葡萄糖-6-磷酸脫氫酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶基因在進(jìn)化方式上截然不同,葡萄糖-6-磷酸脫氫酶的胞質(zhì)基因與動(dòng)物和真菌等真核生物具有共同的祖先;6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶的胞質(zhì)酶和質(zhì)體酶基因都起源于原核生物的內(nèi)共生。討論了植物葡萄糖-6-磷酸脫氫酶與6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶基因可能的進(jìn)化模式,為高等植物及質(zhì)體的進(jìn)化起源提供了新的資料。關(guān)鍵詞葡萄糖-6-磷酸脫氫酶,6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶,基因結(jié)構(gòu),進(jìn)化,水稻EvolutionStylesofGlucose-6-PhosphateDehydrogenase
3、and6-PhosphaogluconateDehydrogenaseGenesinHigherPlants①HUANGJiHOUFu-YunWANGJian-FeiZHANGHong-Sheng(StateKeyLaboratoryofCropGeneticsandGermplasmEnhancement,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095)AbstractGlucose-6-phosphatedehydrogenase(G6PDH)and6-phosphaogluconatedehydro-genase
4、(6PGDH)arekeyenzymesintheplantpentosephosphatepathway.Thispaperintro-ducestheisolationoftworicecDNAsencodingplastidG6PDHand6PGDHanddescribestheanalysisofthegenesstructure,expressionprofilingandphylogenetictreeofallfourG6PDHand6PGDHgenes:OsG6PDH1forcytosolicG6PDH,OsG6PDH2forplastidG
5、6PDH,Os6PGDH1forcytosolic6PGDH,andOs6PGDH2forplastid6PGDH.Inhigherplants,thedistinctevolutionstylesofG6PDHand6PGDHrevealthatplantcytosolicG6PDHgenemayhaveacommonances-torwithanimalandfungi,whilecytosolic6PGDHanditsplastidisozymebothhaveanendosym-bioticgene-replacementorigin.Thispap
6、erdiscussesthepossibleevolutionstylesofG6PDHand6PGDHenzymesandsuppliesnewdataontheevolutionofhigherplantsandtheirplastids.KeywordsGlucose-6-phosphatedehydrogenase,6-phosphaogluconatedehydrogenase,Genestructure,Evolution,Rice①通訊作者。Authorforcorrespondence.E-mail:hszhang@njau.edu.cn收稿
7、日期:2004-08-02接受日期:2005-02-02責(zé)任編輯:孫冬花2005黃驥等:高等植物葡萄糖-6-磷酸脫氫酶與6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶基因的不同進(jìn)化起源139戊糖磷酸途徑(pentosephosphate是原核生物(藍(lán)細(xì)菌)通過內(nèi)共生成為植物的細(xì)pathway,PPP)是植物體中糖代謝的重要途胞器,在進(jìn)化過程中有些基因進(jìn)入了植物基徑,其主要功能是產(chǎn)生供生物合成所需的還因組,轉(zhuǎn)移進(jìn)入植物基因組的基因產(chǎn)物在轉(zhuǎn)原力NADPH以及核酸合成的戊糖(Wood,運(yùn)肽的引導(dǎo)下重新返回細(xì)胞器行使功能1986)。對(duì)菠菜的戊糖磷酸途徑研究結(jié)果表明(Weeden,1981)
8、。但是并不是所有這樣的基完整的PPP發(fā)生在植物的質(zhì)體