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坛紫菜是中国特有的深受广大人民欢迎的经济红藻,本研究基于紫菜独特的光合特性和世代交替生活史及其两个世代在核心代谢途径上可能明显不同,钓取了光合代谢途径中的两个关键基因磷酸烯醇式丙酮酸激酶基因(PEPCK)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPC),对其进行了分析,研究结果如下：1)钓取的PEPCK基因序列包含1824bp的开放式读码框(ORF),147 bp的5′端非编码区(UTR)以及329 bp的3′端非编码区(UTR),可编码607个氨基酸。该预测的PEPCK多肽链与细菌和单细胞藻类中的PEPCK有较高的相似性,系统进化显示,坛紫菜中基于ATP型的磷酸烯醇式丙酮酸激酶更接近与古老的形式,并且基于ATP型的磷酸烯醇式丙酮酸激酶有可能是与第一次吞噬同时进化的。荧光定量表达分析显示,在坛紫菜生活史中不同的生长阶段,mRNA水平上的PEPCK的表达量是不同的：在壳孢子和孢子体阶段显著高于配子体阶段(P≤0.05),分别为配子体阶段的3.8和4.3倍。2)钓取的PEPC基因序列由3145个碱基组成,包含一个由完整的开放阅读框(ORF),26 bp 5’UTR部分序列,181 bp 3’UTR部分序列,一个终止密码子及一个ploy A尾巴,可编码975个氨基酸。该段序列中无跨膜结构和信号肽序列,推导的氨基酸序列中C末端第813位氨基酸是丙氨酸(A),表明是一个非C4型基因。相似性分析表明,坛紫菜PEPC与其他物种有很高的一致性,约为35%-50%。结构分析显示,该序列具有两个PEPC基因保守活性位点和5种模式的其他功能位点。进化分析显示,坛紫菜PEPC羧化酶氨基酸序列更接近于C3型,进化上更为古老。荧光定量表达分析显示,该基因在坛紫菜壳孢子、丝状体和叶状体阶段均有表达,且差异显著,其中在叶状体阶段的表达量最高,分别为壳孢子阶段和丝状体阶段的6.3倍和1.6倍。3)结合我们实验室之前的工作,我们推测坛紫菜孢子体中可能存在类C4型的碳固定机制,PEPCK有着重要的作用,而PEPC可能不参与该途径。