剛毛檉柳S-腺苷甲硫氨酸合成酶(ThSAMS)基因的克隆及表達(dá)分析

張 悅 趙 鑫 侯 崢 王艷敏,2 王玉成 王 超*

(1.東北林業(yè)大學(xué)林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150040； 2.黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150081)

S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)是植物代謝中的一個關(guān)鍵酶，它催化甲硫氨酸與ATP生物合成S-腺苷甲硫氨酸(SAM)。SAM是生物體中重要的代謝物質(zhì)，參與了植物的轉(zhuǎn)甲基、轉(zhuǎn)氨丙基和轉(zhuǎn)硫反應(yīng)等多種生理過程[1～3]。SAM作為重要的甲基供體，為核酸、蛋白質(zhì)、多糖、脂質(zhì)等提供甲基化修[4]。SAM具有轉(zhuǎn)氨丙基功能，在多胺(精胺、亞精胺等)合成途徑中發(fā)揮重要作用[5]。此外，SAM還參與乙烯、谷胱甘肽、甜菜堿以及木質(zhì)素的合成和代謝過程[6～8]。因此，SAMS基因在植物生長發(fā)育、新陳代謝及逆境脅迫響應(yīng)過程中都發(fā)揮重要作用。

目前，SAMS基因已在擬南芥[9]、小麥[10]、玉米[11]、楊樹[12]、松樹[13]等多種植物中被克隆，并且發(fā)現(xiàn)在一些植物中SAMS基因家族具有多個成員，擬南芥中有4個SAMS成員、玉米中4個、番茄中有3個[14]、煙草中至少有2個[15]。在擬南芥基因SAMS家族4個成員中，SAMS1、SAMS2和SAMS4在所有組織中均有表達(dá)，而SAMS3主要在花粉中表達(dá)[16～17]。玉米SAMS基因家族4個成員根莖中的表達(dá)量大于葉片，其中SAMS1、SAMS2和SAMS4的表達(dá)受鹽脅迫誘導(dǎo)，而SAMS3不受鹽脅迫誘導(dǎo)[11]。松樹PcSAMS1優(yōu)先在根中表達(dá)，并且在不定根分生組織中特異性表達(dá)，而PcSAMS2在根和芽中表達(dá)并且在不定根形成期間表達(dá)下調(diào)[13]。可見，雖然植物SAMS基因序列具有較高的相似性，但不同植物SAMS基因或同一物種的不同家族成員之間的表達(dá)模式具有明顯的組織和時間特異性[16～18]，表明不同的SAMS基因可能參與了不同的生理代謝過程。……