可可、咖啡等植物中氨基甲酰磷酸合成酶家族基因鉴定和进化分析

氨基甲酰磷酸合成酶家族含有植物中氨基酸代谢以及嘌呤生物碱合成中重要基因;咖啡、可可、番茄等植物中含有丰富的嘌呤生物碱物质咖啡因。本研究从可可、咖啡、番茄等8个种子植物基因组中,系统鉴定得到了33条氨基甲酰磷酸合成酶家族基因。进化分析表明,此家族在种子植物中可分为4个亚家族。氨基甲酰磷酸合成酶处于亚家族Ⅰ,甲基巴豆酰基辅酶A羧化酶处于亚家族Ⅱ,而乙酰辅酶A羧化酶的不同亚基处于亚家族Ⅲ和Ⅳ。银杏中仅鉴定得到亚家族Ⅱ和Ⅳ的基因。而在单子叶植物中,不存在亚家族Ⅳ的基因。各基因均含有多个结构域,其中某些亚家族由基因融合形成。各基因分子量较大,且均具有亲脂性。本研究为氨基酸代谢和咖啡因等嘌呤生物碱合成机制提供了基因靶标以及进化学基础。