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高等植物中β-glucosidases(BGLU)属于糖苷水解酶家族1中的成员,β-glucosidases已经被证实参与包括防御在内的一些反应途径。通过构建系统发育进化树发现,拟南芥中共有47个BGLU蛋白,其中BGLU18–BGLU39(包含BGLU23)形成一个十字花科植物特有的大分支,表明它们功能上具有相似性,该分支包括芥子油苷降解酶(黑芥子酶)TGG1和TGG2,暗示这些BGLU可能具有黑芥子酶活性。在正常生长条件下,芥子油苷和黑芥子酶在空间上是分离的,只有在植物遭遇机械损伤如昆虫的啃噬或病原菌侵蚀时,两者接触,芥子油苷被降解为一系列具有生物活性的产物。但越来越多的研究表明完整植物组织中也会发生芥子油苷的降解,如在缺硫的情况下,芥子油苷含量下降,而BGLU23和BGLU28的表达量显著上升,因此我们推测BGLU23和BGLU28基因可能参与完整组织中芥子油苷的降解。为了验证这一猜想,我们克隆了BGLU23和BGLU28的编码序列和启动子序列,并对二者的氨基酸和启动子序列进行了生物信息学分析,并构建了两个基因的植物过表达载体。实验结果如下:(1)使用特异性引物,通过RT-PCR技术从拟南芥中克隆得到BGLU23和BGLU28基因的编码序列,长度为1575bp和1749bp,分别编码524和582个氨基酸。(2)BGLU23基因的编码序列长度为1575bp,编码524个氨基酸,其分子量约为59721Da,不稳定指数为27.14,表明这是一个稳定的蛋白。BGLU28基因的编码序列长度为1749bp,编码582个氨基酸,其分子量约为67299Da,不稳定指数为41.75,表明这是一个不稳定的蛋白。(3)BGLU23和BGLU28都具有亲水特性,预测结果显示BGLU23在第24和第25个氨基酸之间有一个可以裂解的信号肽,而BGLU28在第21和第22个氨基酸之间有一个可以裂解的信号肽。BGLU23和BGLU28磷酸化水平均高于阈值0.500,表明这些磷酸化区域的真实性的可信度是极高的。预测结果显示,BGLU23拥有2个功能区域,而BGLU28只拥有一个。(4)进化分析结果显示BGLU21、BGLU22、BGLU24与旁系同源基因BGLU23具有很高的相似性,而BGLU29、BGLU30、BGLU31与旁系同源基因BGLU28具有很高的相似性。(5)对BGLU23和BGLU28启动子序列进行了分析,初步预测了这两个基因的表达特点。(6)构建了BGLU23和BGLU28基因的植物过表达载体。总之,我们的研究结果为进一步探讨BGLU23和BGLU28是否具有完整组织中降解芥子油苷的活性及其在植物防御和相关过程中的作用提供了一个良好的前期材料和实验基础。