植物对氮素的吸收利用能力是植物生长发育重要的限制因素之一。谷氨酰胺合成酶(GS)在高等植物氮代谢中起着重要的作用。植物谷氨酰胺合成酶具有多种同工酶,根据亚细胞定位,分为胞液型谷氨酰胺合成酶(GS1)和质体型谷氨酰胺合成酶(GS2)。本研究从网纹甜瓜中克隆了一个质体型谷氨酰胺合成酶的基因并且研究了该基因的表达模式。甜瓜(Cucumis melo L.)是世界十大果品之一,是我国重要的一种设施栽培作物。我们利用RACE-PCR方法在甜瓜叶片中克隆了一个谷氨酰胺合成酶基因M-GS2 (Melon-Glutamine Synthetase Gene, GenBank accession number: AY773090),并利用生物信息学手段对其主要结构特征和功能特征进行了分析。该基因全长1807 bp,包括170bp的5’非翻译区(UTR,untranslated region)和341 bp的3’非翻译区。此序列含有一个1296 bp的开放阅读框(ORF,open reading frame),编码一个432个氨基酸残基的多肽,推测的多肽分子量大小为477 kDa,PI=8.06。经生物信息学分析这个多肽是谷氨酰胺合成酶的前体,在这个多肽的N-端有一个53个氨基酸残基的穿越肽段,这个多肽定位于叶绿体内。氨基酸序列和结构分析显示M-GS2编码的这个蛋白包含了一个GS beta-Grasp功能区和GS催化功能区,这些功能区在植物的谷氨酰胺合成酶中是保守的。进化树分析表明M-GS2和黑核桃(Juglans nigra.)GS2最相近。在研究不同组织中表达模式的分析中表明M-GS2优先在叶中表达,在茎、花和果实中表达较少,而在根中几乎不表达。我们进一步研究了网纹甜瓜质体型谷氨酰胺合成酶(M-GS2)的表达