蔷薇科（Rosaceae）是拥有多种多样植物物种且富有经济价值的重要家族，在人类的农业生产中占有重要地位，我们所熟知的如苹果 (Malus domestica) 、白梨 (Pyrus bretschneideri) 、桃（Prunus persica）等果树都属于蔷薇科。在果树的果实生产中，由香气基因所影响的风味作为高质量果品的重要标准，逐渐受到生产者的重视。其中醇酰基转移酶（AAT）作为产生香气物质的关键酶，与其相关的研究也同时受到关注。同时随着分子生物学的发展，多种植物的全基因组测序已经完成，其中通过生物信息学分析为进一步的研究提供理论基础的方式，已成为植物领域的新研究热点。本文旨在对10种蔷薇科果树的醇酰基转移酶（AAT）基因家族进行鉴定，分析其基因结构、染色体定位、保守结构域、系统进化、蛋白序列特性、进化模式以及在不同品种的梨中的表达特性，为进一步研究蔷薇科果树AAT基因的功能以及香气物质的合成提供理论基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1实验材料2
1.2蔷薇科果树AAT基因的筛选与定位2
1.3 蔷薇科果树 AAT 基因的基因结构及系统进化分析3
1.4蔷薇科果树AAT基因家族蛋白基序分析3
1.5 蔷薇科果树 AAT 基因家族的进化模式与表达量分析3
2 结果与分析3
2.1蔷薇科物种AAT基因的筛选与定位3
2.2蔷薇科果树AAT基因结构及系统进化分析6
2.3蔷薇科果树AAT基因家族蛋白序列特性7
2.4蔷薇科果树AAT基因家族的进化模式10
2.5AAT基因家族在野生品种‘豆梨’以及栽培品种‘砀山酥梨’的不同组织中的表达分析11
3讨论与结论12
致谢13
参考文献13
10种蔷薇科果树AAT基因家族鉴定特性以及表达分析
引言
蔷薇科是在中国广泛分布的植物类群，有着重要的经济价值。国内种植的我们较为熟悉的大部分温带果树, 如苹果(Malus domesti *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: @351916072@ 
ca)、白梨(Pyrus bretschneideri)、桃(Prunus persica)、梅(Prunus mume)、西洋梨(Pyrus communis)、草莓(Fragaria vesca)等都属于蔷薇科物种，与人类生产关系密切。
当前世界市场逐渐提高对于果品的质量需求，在高质量果品的标准中，风味占有重要地位。风味是由糖、酸和香气物质的综合作用所产生的一种基因和生物化学上高度复杂的特性，其特征通过香气物质进行表达。香气物质具有较强的呈香性，能够很容易以人体的嗅觉器官进行感受，根据相应的感官结果，可将香气物质分为：果香型、甜香型、青香型、辛香型、木香型、醛香型等[1,2]。而香气阈值则是人体嗅觉器官所能感受到该香气物质的最低浓度值，而香味活性值（OAV）为香气物质的浓度与香气阈值的比值，比值越高，表明香气物质在果实的风味上起到了主要的影响,是特征香气物质[3,4]。
而香气物质作为品质指标，是在果实的成熟过程中，通过一系列酶修饰前体物质如脂肪酸、氨基酸等所形成的[5,6]。香气物质属于果实的次级代谢产物，由上千种挥发性化合物组成，主要包括酚类、酯类、醛类、萜类、醇类及含硫化合物等。不同的种类或同一种类的不同品种间，香气物质的组成成分都是不同的[4]，例如如葡萄有着460种[7]，苹果有350多种[8]，而较少香蕉只有230多种[9,10]。其中酯类为成熟果实中主要呈香物质，周慧娟[11]等研究桃果实发现酯类和内酯类是桃果实发育及货架期主要的芳香物质。陈华君[12]等研究发现随着果实成熟度的增加，果皮中内酯类香气物质含量也随之上升, 占比最高。
香气物质生物合成途径分为三类：脂肪酸途径、萜类合成途径以及氨基酸途径，其中起关键性作用的酶主要为脂氧合酶(LOX)、过氧化氢裂解酶(HPL)、醇脱氢酶(ADH)和醇酰基转移酶(AAT)[3]。脂肪酸途径先是通过氧化或LOX酶生成中间产物，而后转化为醛和醇，最后生成酯类；萜类合成途径是在各种萜类合酶作用下将前体物质合成为萜类骨架，再通过各种化学修饰获得不同的萜类化合物。而氨基酸途径代谢形成果实香气物质中的支链脂肪族醇、醛、酮和酯类物质，氨基酸由转氨作用形成支链酮酸后就分为两个途径：一条为脱羧形成支链醛进而脱氢生成支链醇；另一条与辅酶A生成酰基辅酶A，然后在醇酰基转移酶（AAT）作用下形成支链酯类物质[13,14]。
酰基转移酶（acyltransferase）是催化酰基转移，形成酯或酰胺的酶，其常见的酰基的供体主要包括酰化作用后的糖苷、酰基载体蛋白、酰基CoA硫酯等[15]。其中植物酰基辅酶A依赖性酰基转移酶构成了一个大的特定家族，称为BAHD家族。通过遗传和生化研究对不同物种的BAHD家族成员进行了鉴定，大多数已鉴定的酶被分为两个功能家族：负责形成芳香/风味挥发性乙酸酯的醇乙酰基转移酶，例如乙酸香叶酯，乙酸苯乙酯和乙酸苄酯；负责修饰多酚类物质的花色素苷/类黄酮酰基转移酶，主要是丙二酰基转移酶和羟肉桂酰基转移酶[16]。
醇酰基转移酶（Alcohol acetyltransferase , AAT）是氨基酸代谢途径中的关键酶，催化醇类和酰基CoA反应生成酯类香气物质和游离CoA[17,18]。
/
图1 醇酰基转移酶催化酯类合成
Fig.1 Alcohol acyltransferase catalyzes ester synthesis
果实中存在着的AAT酶编码基因可以选择性释放不同的底物和异源AAT，从而进一步调节挥发性酯的生物合成[19]。由于其在酯生物合成中的关键作用，AAT酶的活性已成为对各种水果提取物的早期研究的主题，近年来已从草莓和甜瓜中分离并表征了以水果表达的编码具有AAT活性的酶的基因，并且AAT的活性均显示出果实成熟后的诱导作用，并且AAT对醇和酰基CoAs的底物特异性相对较宽[20,21]。在成熟期的草莓果实中发现了AAT的高基因表达与高活性，以及AAT酶活性在果实的成熟过程中呈逐渐增加的趋势，相对应酯类化合物的相对含量也逐渐增高[22,23,24]。在六种中国梨品种中成功克隆出AAT基因，并通过聚类分析证明梨AAT基因是以家族的形式存在[25]。同时在经由酶活检测研究苹果果实中AAT的活性相关后发现，AAT活性越强则果实中酯类香气物质的含量呈上升趋势，且在不同器官中的表达存在差异[26,27]。王贵章[28]等将克隆的桃AAT基因与不同种属AAT基因编码的氨基酸序列进行聚类，发现桃中一条AAT氨基酸序列与草莓等果实的AAT基因编码的氨基酸为直系同源基因，同时发现桃中的AAT能将乙酰CoA与醇特异性从而结合形成了乙酸酯类物质。以及通过将桃果实中的AAT基因进行定位，发现其表达量伴随着果实成熟呈迅速上升，产生大量酯类香气物质[29]。

原文链接：http://www.jxszl.com/nongxue/yy/607176.html