甘蔗苯丙氨酸解氨酶基因（PAL）的克隆和表达分析

【目的】克隆甘蔗的苯丙氨酸解氨酶基因（PAL），分析其序列特征及其在不同组织和5种胁迫条件下的表达情况，为此基因在甘蔗抗逆育种中的应用提供理论支撑。【方法】利用串联飞行时间质谱仪对差异表达蛋白质进行质谱鉴定分析，通过RT-PCR和RACE技术从甘蔗品种新台糖22号（ROC22）中克隆PAL，以生物信息学方法对其序列进行预测分析，利用real-time PCR分析PAL在不同组织和不同胁迫条件下的表达特性。【结果】克隆获得甘蔗PAL，命名为ScPAL，GenBank登录号为KC172559。该cDNA全长2 590 bp，含有1个2 115 bp的完整开放阅读框（ORF），编码704个氨基酸。序列分析表明，其包含典型的PAL酶活性中心序列（GTITASGDLVPLSYIA），与其它植物的PAL蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示，甘蔗ScPAL与高粱的PAL蛋白亲缘关系较近。real-time PCR分析表明PAL为组成型表达，在根中的表达量最高，是叶中表达量的66倍。其在低温（4℃）、聚乙二醇（PEG）、NaCl和H2O2四种外源胁迫下均诱导表达，但表达模式不同。【结论】从甘蔗品种ROC22中克隆获得苯丙氨酸解氨酶基因（ScPAL），是典型的PAL家族成员，推测其参与了甘蔗抗黑穗病过程，且在甘蔗抗寒、抗旱和抗盐胁迫过程也起到某种作用。

Cloning and Expression Analysis of Sugarcane Phenylalanin Ammonia-lyase (PAL) Gene