重要作物中 PAL 基因家族的鉴定和序列分析 作者：盖江涛 沈建凯 王鹏来源：《江苏农业科学》第 06 期 摘要：苯丙氨酸解氨酶（PAL，phenylalanine ammonia-lyase [EC：4.3.1.24]）存在于多个植物和部分微生物中，是与植物抗病性有关的核心酶，含有重要的植物生理意义。采用BLASTP 的办法，依靠全基因组数据库，获得了拟南芥[Arabidopsis thaliana （L. ） Heynh.]、水稻（Oryza sativa L.）、玉米（Zea mays Linn.）、小麦（Triticum aestivum Linn.）、谷子[Setaria italica （L. ） P. Beauv.]、大豆[Glycine max （Linn. ） Merr.]6 种植物中的 PAL 基因家族共 45 条序列，对其进行了系统进化分析、生物信息学分析等。分析成果显示：单子叶植物与双子叶植物分别聚集在不同的分支，阐明单子叶植物水稻、玉米、小麦、谷子亲缘关系较近，双子叶植物拟南芥、大豆亲缘关系较近，而单子叶植物与双子叶植物亲缘关系较远，也阐明PAL 基因的分化在单子叶植物和双子叶植物分化前形成；酸性蛋白质占 93.3%，稳定性蛋白占97.8%，有信号肽的蛋白占 2.2%，有导肽的蛋白占 4.4%，全部蛋白均为有明显跨膜现象的亲水性蛋白；全部 PAL 基因亚细胞定位于细胞质中，都有蛋白活性位点。分析成果为进一步研究作物中 PAL 代谢机理提供理论支持。 核心词：苯丙氨酸解氨酶；PAL；基因家族；氨基酸 中图分类号： Q78 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（）06-0045-05 苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase，PAL，EC：4.3.1.24）存在于多个植物和少数微生物中，是现在研究较多的与植物抗病性有关的酶，与植物抗毒素及酚类化合物的形成亲密有关[1-2]。PAL 不能直接抵抗病虫害，但在植物体内通过苯丙烷类途径进一步转化为木质素、黄酮、异黄酮、生物碱等次生代谢产物来增强植株的抗性[3-4]。 1961 年，Koukol 等初次统计了高等植物中 PAL 酶的提取分离[5]，此后有关这种酶的研究快速展开，现在 PAL 已从水稻[6]、小麦[6]等多个植物中得到分离纯化，并对拟南芥[7]、水稻[8]等植物 PAL 基因进行了 cDNA 克隆和序列分析。 研究发现，不同种植物中 PAL 活性不同，如水稻叶的 PAL 活性远比小麦的高[6]。在同一株植物中，不同的组织部位 PAL 活性也不同，普通来说越嫩的部位 PAL 活性越高[9]，如杨树PAL 活性在正在发育的木质部、嫩茎和嫩叶中最高[10]。免疫细胞化学研究显示 PAL 合成于栅栏...
