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牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)是一种芍药科(Paeoniaceae)芍药属(Paeonia)的多年生落叶植物,广泛分布于山东、河南等地。牡丹籽油含多种不饱和脂肪酸而被卫生部批准成为新资源食品。近年来,分子生物技术被广泛应用到植物油脂合成的研究中,其中,与油脂合成有关的基因及其功能为研究热点。本研究以牡丹种子为材料,依据GenBank发布的二酰甘油酰基转移酶DGAT基因和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶PEPC基因的保守片段分别设计简并引物,采用RT-PCR和RACE等方法,克隆得到牡丹DGAT基因和PEPC基因的全长序列,并进行生物信息学分析;采用qRT-PCR技术分析这两个基因在牡丹的不同器官、种子不同的发育过程及收获阶段中的表达特性。主要研究结果如下:1、牡丹DGAT基因的克隆及生物信息学分析采用RT-PCR和RACE方法从牡丹种子中克隆得到1个二酰甘油酰基转移酶DGAT基因,命名:PaDGAT1(GenBank登录号:MG214258)。PaDGAT1基因的cDNA全长为2028 bp,含有1554 bp开放阅读框,编码517个氨基酸。PaDGAT1蛋白属于疏水性碱性蛋白,分子量约是58.86 kD,理论等电点是8.62,二级结构预测显示,该蛋白以无规则卷曲和延伸链为主。氨基酸序列比对和进化树分析表明,PaDGAT1蛋白属于DGAT1亚家族,与油橄榄(Olea europaea)DGAT1蛋白亲缘关系最近。2、牡丹PEPC基因的克隆及生物信息学分析采用RT-PCR和RACE技术从牡丹种子中克隆得到1个磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶PEPC基因,命名为PaPEPC(GenBank登录号:MH106701)。PaPEPC基因cDNA全长为3524 bp,含有2898 bp开放阅读框,编码965个氨基酸,PaPEPC蛋白为亲水性蛋白,分子量约为110.31 kD,理论等电点为5.85,二级结构预测表明,该蛋白以α螺旋为主。氨基酸序列比对和进化树分析表明,PaPEPC蛋白属于C3型PEPC蛋白,与木本棉(Gossypium arboreum)PEPC蛋白亲缘关系最近。3、牡丹PaDGAT1基因的表达分析采用实时荧光定量PCR技术分析牡丹PaDGAT1基因,结果表明,该基因在花芽中高表达,在叶、茎和未发育子房中低表达;在种子发育过程中,表达水平呈现出升高-降低-升高的趋势,其中在发育28 d时表达水平最高,随后表达水平降低,发育70 d时又升高,至发育末期的85 d时表达水平升至较高水平;种子收获后,常温存放7 d时,表达水平最高,随后逐渐下降。4、牡丹PaPEPC基因的表达分析采用实时荧光定量PCR技术分析牡丹PaPEPC基因,结果表明,该基因在花芽中高表达,在叶中低表达;在种子的发育前期表达水平不断升高,当子房发育至28 d时,表达水平最高,随后表达水平下降;种子收获后,其表达水平呈现出先升高后降低的趋势,常温存放7 d时表达水平最高。