摘要
花生是世界上五大油料作物之一，也是我国单产、总产和出口创汇额最高的油料作物和经济作物。它是一种地上开花，地下结果，其收获产品主要是地下荚果的作物。荚果的生长发育状况直接关系到花生的产量和品质的形成，这与荚果本身的基因的表达和调控密切相关。了解花生种子发育牵涉的基因对花生荚果发育和产量品质形成等有重要意义。本研究主要对已建立的花生种子不同发育阶段的全长cDNA文库的进行了大规模测序，对得到的种子表达基因序列进行了生物信息学分析和功能预测，得到了一些与花生种子发育、品质形成、抗性等等相关的基因，可为以后的深入研究提供参考。主要研究结果如下。 1.从文库中挑选2000个克隆做5'端测序，得到1827条表达序列标签(EST)，经初步分析和功能注释，发现80％的EST属于已知功能的基因，另有366条EST序列为未知功能基因，所得到的EST中有770条属Unigene，已在GenBank登录(登录号为ES490643-491295和EY396003-396119)。这些基因中有相当部分是花生首次报道。对其中的100条功能较重要基因进行了双向测序，得到了51条全长基因。 2.根据测序获得的1827条EST，按功能进行分类，共得到408不同的基因，其中74个基因至少有两个以上同功、同源拷贝或一致序列，共有1220条序列，占66.7％。其中一些贮藏蛋白基因有高度同源性拷贝。对所得到的功能基因可分为编码种子贮藏蛋白、能量、运输、蛋白质合成相关蛋白、蛋白降解和修饰、信号传导蛋白、抗逆相关蛋白、光合作用相关蛋白等9类功能的基因。对重要的代谢途径进行分析，发现有12个基因参与脂肪酸代谢，有9个基因参与能量代谢，有40个基因参与植物抗病性有关，有22个基因与抗耐胁迫有关。 3.1827条ESTP笋列中去除冗余序列，用SSRIT软件搜索含有SSRs的EST序列，得到了19条不同的SSR序列，并对这19条EST-SSR(cSSR)进行了引物设计，这些SSR标记可供用于花生的性状分子标记和遗传作图。 4.根据功能整理分类的结果，从全长基因中选出类似野大豆种子成熟蛋白基因LEA4和类似大豆钙结合蛋白基因进行结构和功能预测。这两个基因全长分别为750bp和1250bps，编码区长度为515bps和678bps，编码172个和225个氨基酸。通过对Lea蛋白分析Lea蛋白基因具有干旱保护功能，可以用于植物的抗逆性基因工程育种。钙结合蛋白一个酸性蛋白，亲水性较弱，疏水性较强，主要以α-螺旋为主，间隔有、一些延伸链和大量的不规则盘绕散布于整个蛋白质中，具有广泛的生理功能。 以上研究结果初步揭示了花生荚果发育过程中部分表达基因的组成结构，并对基因进行了功能注释和分类，获得了一些有研究价值的基因，并对个别基因进行了结构和功能的预测。这花生分子生物学和基因工程的深入研究提供了基础。
NETL