自然界中许多植物具有膨大的根茎器官，在对不同环境的适应过程中具有重要作用[1]。地黄[2]、麦冬[3]等地下膨大部分为块根，由不定根或侧根膨大形成；马铃薯[4]地下膨大部分为根茎，由匍匐茎顶端膨大形成。植物的生长发育及形态建成受到植物内源激素系统的调控，通过控制不同激素的比例及水平来影响地上部茎叶及地下部根系的发育过程[5, 6]。研究表明，植物激素在植物块根（块茎）的发育过程中具有重要作用。细胞分裂素（cytokinin，CTK）[7]、生长素（indole-3-acetic acid，IAA）[8]、乙烯（ethylene）[9]、脱落酸ABA[10]等激素先后被证明能促进植物块根（块茎）的膨大，而赤霉素（GA）[11]能抑制块根（块茎）的膨大。
脱落酸ABA含量随块根的发育进程呈逐渐上升趋势，可能同时具有促进和抑制作用，影响因素主要取决于ABA的浓度，作用部位与周围环境的相互作用[12]。较高浓度的ABA有利于甘薯、地黄等植物块根的膨大[13, 14]。ABA能提高块根中淀粉合成酶的活性，增加淀粉合成，从而增加对蔗糖的需求[15]，调节中酸性磷酸化酶的活性促进蔗糖的吸收和卸载[16]，调节ATP酶的活性促进蔗糖的吸收和卸载，进而促进块根中可溶性碳水化合物的积累[17]。
脱落酸（ABA）的生物合成主要由C15直接途径及C40间接途径完成，其分解代谢以ABA 8′羟化酶为起始关键酶。植物中脱落酸（ABA）的含量依赖于其合成途径及分解代谢路径共同作用，而且激素水平受到反馈调控机制的影响[18]。王鹏飞等[2]证实了ABA 8′羟化酶在ABA大量合成时被激活，在ABA生物合成减弱时被抑制，对ABA的激素水平调控具有重要作用。
太子参Pseudostellariae Radix为传统中药，块根主要含有多糖、环肽、皂苷类化学成分，现代药理研究认为具有抗应激、抗疲劳以及增强免疫力的作用[19]，在临床上得到很好应用。现今，太子参药材以人工栽培为主，在生产种植中块根能否正常膨大发育直接决定药材的品质和产量[20]。袁婧等[21]探索了太子参块根发育的规律，发现块根在生长过程中先膨大后伸长，最后在生长105天时获得最大生物量。但是，在太子参块根细胞中激素（尤其是ABA）的积累及调控的分子机制尚未见报道。为了解析脱落酸（ABA）在太子参块根膨大过程中的作用机理，本研究采用生物信息学的方法从太子参转录组数据库中鉴定ABA 8′羟化酶家族成员，分析其在太子参不同组织中的表达模式，以期寻找脱落酸分解代谢的关键基因。
李军，龙登凯，丁铃，郑伟，江维克，周涛*
1贵阳中医学院,贵州 贵阳550025
[摘要] ABA 8′羟化酶是脱落酸（abscisic acid，ABA）分解代谢中的关键酶基因之一。采用同源检索的方法从太子参转录组数据库中获得7个ABA 8′羟化酶（abscisic acid 8'-hydroxylase）基因家族成员，对各家族成员进行转录分析以及ABA 8′羟化酶关键基因ABA8ox1编码区（coding sequence，CDS）的克隆与生物信息学分析。ABA8ox1基因CDS全长1401bp，编码480个氨基酸残基，等电点为8.55，相对分子质量为53kDa，跨膜分析显示其为膜蛋白，1-21个氨基酸残基位于胞内，22-466个氨基酸残基位于胞外。转录分析及定量PCR技术共同证明ABA8ox1在块根的韧皮部及须根中有较高的表达。多序列比对及聚类分析显示与其他植物CYP707A蛋白具有较高的同源性，且与模式植物拟南芥中ABA分解关键基因AtCYP707A1和AtCYP707A3聚为一类。本研究为太子参块根膨大及对逆境胁迫响应的分子机制奠定基础。
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