全 文 ：中国农业科学 2011,44(15):3134-3141
Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2011.15.008

收稿日期：2011-01-12；接受日期：2011-05-26
基金项目：国家农业产业技术体系（nycytx-33-06）、国家公益性行业（农业）科研专项（nyhyzx07-029）
联系方式：翟国会，Tel：020-85280306；E-mail：zhaiguohui007@126.com。阮小蕾，Tel：020-38294429；E-mail：ruanxl@scau.edu.cn。翟国会与阮
小蕾为同等贡献作者。通信作者李华平，Tel：020-85281107；E-mail：huaping@scau.edu.cn


指天蕉β-1，3-葡聚糖酶基因全长 cDNA 的克隆及序列分析
翟国会，阮小蕾，吴丽婷，谭小勇，李华平
（华南农业大学资源环境学院，广州 510642）

摘要：【目的】克隆植物中主要的防卫基因β-1, 3-葡聚糖酶基因，为该基因功能研究和有效利用提供理论
依据。【方法】通过分析芭蕉科植物的β-1,3-葡聚糖酶基因，据其保守区域设计一对简并引物，通过 RACE 法从野
生指天蕉中克隆得到一个β-1,3-葡聚糖酶基因的全长 cDNA——glu。【结果】glu 全长为 1 114 bp，其推导的氨
基酸序列与 GenBank 中其它来源的β-1,3-葡聚糖酶蛋白序列的相似性为 54%—71%。其中，与芭蕉科植物 Grand
Nain 的β-1,3-葡聚糖酶蛋白序列的相似性最高（71%）。【结论】在芭蕉类作物中克隆了一个新的β-1，3-葡聚糖
酶基因,为进一步研究该基因的功能并应用于作物转基因抗病育种研究奠定了基础。
关键词：指天蕉；β-1，3-葡聚糖酶；基因克隆；序列分析

Cloning and Sequence Analysis of a Full-Length cDNA of β-1,
3-Glucanase Gene from Musa pisangawake
ZHAI Guo-hui, RUAN Xiao-lei, WU Li-ting, TAN Xiao-yong, LI Hua-ping
(College of Natural Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 510642)

Abstract: 【Objective】 The objective of this study is to clone β-1, 3-glucanase gene which is a group of important emzymes in
plant defenses against fungal diseases, and to research their resistant functions and effective applications.【Method】A novel DNA
fragment encoding β-1, 3-glucanase was isolated from Musa pisangawake (AA) by applying a PCR strategy in which a pair of
degenerated primers deduced from the two blocks with specific conserved amino acid regions in multiple plants was used. Then the
full length cDNA (glu) of the fragment was obtained by rapid amplification of cDNA ends (RACE).【Result】The full length of glu is
1 114 bp. Compared with other sequences of β-1, 3-glucanase in GenBank, the deduced amino acid sequences of glu shared 54%
-71% in homology.【Conclusion】 A novel β-1, 3-glucanase gene was cloned from the Musa pisangawake (AA). The result reported
in this paper has laid a the foundation for further studies of β-1, 3-glucanase gene functions and development of transgenic plants to
control plant diseases.
Key words: Musa pisangawake; β-1, 3-glucanase; gene cloning; sequence analysis

0 引言
【研究意义】香蕉（Musa spp.）是一种重要的水
果作物，香蕉枯萎病等真菌病害严重制约香蕉产业的
发展[1]。使用化学农药和生防制剂防治这类病害收效
甚微，而培育和应用转基因抗病品种是一种经济可行
的重要手段。β-1,3-葡聚糖酶基因在抗真菌基因工程中
已被广泛使用，分析芭蕉科植物的 β-1,3-葡聚糖酶基
因，在野生指天蕉中分离新的 β-1,3-葡聚糖酶基因，
可为进一步进行作物抗病转基因研究和开发新型生物
农药奠定基础。【前人研究进展】β-1,3-葡聚糖酶能催
化 β-1,3-葡聚糖多聚体的水解[2]。按来源可分为植物性
β-1,3-葡聚糖酶和微生物性 β-1,3-葡聚糖酶，微生物性
β-1,3-葡聚糖酶又可再分为细菌性 β-1,3-葡聚糖酶和真
15 期 翟国会等：指天蕉β-1，3-葡聚糖酶基因全长 cDNA 的克隆及序列分析 3135
菌性 β-1,3-葡聚糖酶。不同种类的 β-1,3-葡聚糖酶结构
差异很大，如植物来源 β-1,3-葡聚糖酶和细菌来源的
β-1,3-葡聚糖酶无论是氨基酸排列还是三维空间结构
上基本上没有相似性[3]。在植物中，β-1, 3-葡聚糖酶的
水解底物 β-1, 3-葡聚糖含量非常低，但在真菌细胞壁
中却普遍存在[4] 。β-1,3-葡聚糖酶能够降解真菌细胞
壁，从而抑制其生长[5]。植物体内有多个编码 β-1,3-
葡聚糖酶的基因，其产物有酸性和碱性之分，分别定
位于胞间和液泡内[6]。现有研究表明，只有定位液泡
的碱性 β-1,3-葡聚糖酶能够降解真菌菌丝壁，从而抑
制其生长；而定位胞间的酸性 β-1,3-葡聚糖酶没有抑
菌活性[6-7]。Zhu 等[8]将苜蓿的 β-1,3-葡聚糖酶基因及
水稻的几丁质酶基因分别转入烟草做亲本，杂交筛选
含有 2 种基因的植株。接菌试验结果表明，含有 2 种
基因的植株能有效抵抗烟草蛙眼病菌（Cercospora
nicotianae）的侵染；陈双臣等[9]将 β-1,3-葡聚糖酶基
因和防御素基因转入番茄，其转化植株对番茄灰霉病
的抗性显著提高；Yoshikawa 等[10]将来自大豆的 β-1,3-
葡聚糖酶基因导入烟草中，获得了高效表达，转基因
烟草表现出对 Phytophthora parasitica 和 Altenaria
altenata 的良好抗性。【本研究切入点】目前，人们已
经从烟草[11-12]、大麦[13]、大豆[14] 、毛竹[15]等多种植
物中分离到 β-1,3-葡聚糖酶基因的 cDNA 序列和极
少部分的基因组序列。对其保守序列也有了相关研
究[16]。指天蕉是一种野生蕉，它对香蕉枯萎病等真菌
病害具有显著抗性，迄今为止，没有 β-1,3-葡聚糖酶
基因等相关抗病基因的报道。【拟解决的关键问题】
根据已报道的 β-1,3-葡聚糖酶基因保守区域设计引
物，通过 RACE 法，从指天蕉中克隆得到一个 β-1,3-
葡聚糖酶基因的全长 cDNA 序列。
1 材料与方法
试验于 2009—2010 年在华南农业大学资源环境
学院植物病毒研究室进行。
1.1 材料
1.1.1 植物材料 指天蕉（Musa pisangawake）（AA
基因型）由华南农业大学园艺学院香蕉品种园提供。
1.1.2 试剂 pMD-18 T 载体、限制性内切酶、多糖
多酚提取试剂、3′-Full RACE Core Set、5′-Full RACE
Core Set 等购于宝生物工程（大连）有限公司
（TaKaRa）。RNApure 植物 RNA 抽提试剂盒购自天
为时代公司。MMLV Reverse Transcriptase、DEPC、
DNA 凝胶回收试剂盒购自合达生物有限公司。
1.2 方法
1.2.1 总 RNA 提取 指天蕉叶片总 RNA 的提取采
用 TaKaRa 公司的多糖多酚提取试剂，通过异丙醇和
高盐溶液进行沉淀的方法和参照张妙霞等 [17]改良
的 CTAB 法。用 30 μL DEPC 处理过的 ddH2O 溶解
RNA。
1.2.2 基因片段获得 引物设计：登录 NCBI（http://
www.ncbi.nlm.nih.gov/），搜索来源于芭蕉科植物的
β-1,3-葡聚糖酶基因。利用 DNAStar 软件分析其基因
结构的保守区域。结果发现，芭蕉科植物 β-1,3-葡聚
糖酶基因的保守性较高。选择其中的保守区域
IGVCYG-WPSVSFRYIAVGNE-VVSESGWP 来设计
引物。利用 Primer 5.0 软件设计 1 对简并引物，由北
京奥科生物有限责任公司（以下简称北京奥科）合成。
其序列如下：GLU2A： 5′-AT(A/C/T)GG(G/A/C/T)
GT(G/A/C/T)CT(G/A/C/T)TA(C/T)GG(G/A/C/T)-3′；
GLU1 ： 5′-GT(G/A/C/T)GT(G/A/C/T)TC(G/A/C/T)GA
(G/A)AG(G/C)GG(G/A/C/T)TGGCC (G/A/C/T)-3′。
PCR 扩增与检测：以总 RNA 为模板，以 GLU2A
为下游引物，用 MMLV Reverse Transcriptase 进行反
转录得到 cDNA。然后，以 cDNA 为模板，GLU1 和
GLU2A 为引物进行 PCR 扩增。其产物进行琼脂糖凝
胶电泳检测。
PCR 产物回收与测序：用 DNA 凝胶回收试剂盒
对扩增条带进行回收、纯化，以 pMD18-T 载体对之
进行克隆。挑取阳性克隆，并送北京奥科测序。测序
结果通过 NCBI 上 BLAST 进行分析。
1.2.3 全长 cDNA 克隆 RACE 特异性引物设计：参
考 3′-Full RACE Core Set Ver.2.0 与 5′-Full RACE Kit
产品说明书上引物设计原则，根据 1.2.2 中克隆得到的
核苷酸序列，应用 Primer5.0 设计 5′-RACE 的反向引
物 GF1、Fan1 和 3′-RACE 的正向引物 3R2、3R3 及反
向引物 outer primer、inner primer。引物由北京奥科合
成，其具体序列如下：GF1：5′-ATGGCAA(A/C)(A/C)
(A/C)(A/G)A(A/G)(C/G)(C/T)(A/T)(A/C)(A/T)(C/G)TC
T(C/T)C(A/G)-3′，Fan1：5′-TG TCTACTAGGATCACC
TCGTTT-3′，3R2：5′-TACATA GCGGTGGGAAACGA
-3′，3R3：5′-TACCAgAACCTC TTCgAtgCC-3′，outer
primer：5′-TAC CGT CGT TCC ACT AGT GAT TT-3′，
inner primer：5′-CGC GGA TCC TCC ACT AGT GAT
TTC ACT ATA GG-3′。
cDNA 第 1 链合成：（1）3′ -RACE cDNA 第 1
链的合成：反应体系：RNA 1 μL，3′-RACE Adaptor
3136 中 国 农 业 科 学 44 卷
（5 μmol·L-1）1 μL，5×M-MLV Buffer 2 μL，dNTP
Mixture（10 mmol·L-1each）1 μL， RNase Inhibitor（40
U·μL-1）0.25 μL，M-MLV（RNase H-）（200 U·μL-1）
0.25 μL，RNase Free dH2O 4.5 μL。反应条件：42℃，
60 min，70℃，15 min。（2）5′-RACE cDNA 第 1 链
合成反应体系：RNA 2 μL，5×Buffer 4 μL，dNTP
Mixture（10 mmol·L-1each）0.4 μL，RNase Inhibitor（40
U·μL-1）0.5 μL，GLU2A（10 μmol·L-1）1 μL ，M-MLV
ReverTra Ace（5 U·μL-1）0. 5 μL，DEPC 水补足 20 μL。
反应条件：30℃，10 min；42℃，50 min；94℃，5 min。
RACE 反应及其产物回收：用 3′-Full RACE Core
Set 和 5′-Full RACE Core Set 2 个试剂盒进行指天蕉
β-1,3-葡聚糖酶基因片断的 3′端与 5′端序列的扩增，具
体操作步骤参考产品说明书。反应结束后，各取 3′
-RACE Inner PCR 产物和 5′ -RACE PCR 产物 5.0 μL，
用 12 g·L-1 琼脂糖凝胶电泳，照相，观察并分析结果。
将 3′-RACE 和 5′-RACE 条带割胶后，用 DNA 凝胶回
收试剂盒进行回收和纯化，用 pMD18T载体进行克隆。
挑取阳性克隆，并送北京奥科测序。
RT-PCR 扩增：将 5′端序列与 3′端序列进行拼接，
去掉重叠部分，在此基础上进行指天蕉中 β-1,3-葡聚
糖酶新基因全长 cDNA 的扩增。据完整拼接序列中起
始密码子的位置，设计特异引物 P1。其序列为：P1：
5′-ATGGCAAAACGAAGCAAAGTCTCC - 3′。
以指天蕉总 RNA 为模板，用引物 P1 和 inner
primer 按常规方法进行 RT-PCR 扩增。将明亮的特异
性条带回收，克隆至 pMD-18T 载体上。经过酶切鉴
定，筛选出阳性重组子，并送北京奥科测序。
1.2.4 全长 cDNA 序列分析 对测序结果用 NCBI 的
BLAST 和 ORF Finder 进行分析；Signal PV2.0 程序预
测信号肽剪切位点；RPS-BLAST 程序分析氨基酸保守
结构域。
1.2.5 聚类分析 用 DNAMAN 软件（版本 4.0）对
GenBank中不同来源的 β-1,3-葡聚糖酶进行聚类分析。
2 结果
2.1 指天蕉β-1,3-葡聚糖酶基因片断的获得
采用简并引物，从指天蕉总 RNA 经 RT-PCR 扩
增出 β-1,3-葡聚糖酶基因 cDNA 序列片段，即大小约
700 bp 的单一条带（图 1）。将之回收并进行克隆，
经 PCR 和酶切鉴定，获得阳性重组子。通过测序，扩
增片断为 717 bp。BLAST 分析表明，所得 DNA 片断
为新的 β-1,3-葡聚糖酶基因片断，将此基因片段命名
为 ztj。
2.2 指天蕉β-1,3-葡聚糖酶基因全长 cDNA 的获得
及核苷酸序列分析
采用 3′-Full RACE Core Set，对 ztj 片段进行 3′端
扩增，结果出现一条明亮的特异条带，约有 500 bp（图
2-A）。将之回收并进行克隆，经酶切筛选出阳性重
组子，经测序得到 510 bp 的扩增片段。BLAST 分析
表明，在序列 319 bp 处发现终止密码子 tga；410—415
bp 处发现 poly A 转录终止信号 aataaa，其余序列为 3′
端非翻译区。这表明 ztj 的 3′端序列已经获得。



M：DL2000 分子量标准；1、2：指天蕉 β-1,3-葡聚糖酶基因的 RT-PCR
扩增产物
M: DNA marker; 1,2: RT-PCR products of β-1,3-glucanase gene in Musa
pisangawake

图 1 β-1,3-葡聚糖酶基因的 RT-PCR 电泳结果
Fig. 1 Electrophoresis analysis of RT-PCR products of
β-1,3-glucanase gene

采用 5′-Full RACE Core Set，对 ztj 片段进行 5′
端扩增。经两轮 PCR，出现明亮的特异性条带，约
为 400 bp（图 2-B）。将之回收并克隆。经过酶切鉴
定，筛选出阳性重组质粒，经测序得到 390 bp 的扩增
片段。其片段的第 1—3 个碱基为密码子 atg，推测基
因的 5′端序列已经获得。将之与 3′端序列进行拼接，
整合后得到 ztj 片断的完整 ORF 为 1 114 bp。在此基
础上进行全长 cDNA 的扩增。
以指天蕉总 RNA 为模板，用引物 P1 和 inner
primer 进行 RT-PCR，出现明亮的特异性条带，约为
1 100 bp（图 3）。将之回收并克隆。经过酶切鉴定筛
选出阳性重组子。经测序，特异片段长为 1 114 bp。
ORF Finder分析指出，整个序列编码一个完整的ORF。
将这个新克隆的 β-1,3-葡聚糖酶基因全长 cDNA 命名
15 期 翟国会等：指天蕉β-1，3-葡聚糖酶基因全长 cDNA 的克隆及序列分析 3137


M：DL2000 分子量标准；1、2：3′- RACE 扩增产物；3：5′-RACE 扩增
产物
M: DNA marker; 1,2: Product of 3′-RACE PCR; 3: Product of 5′-RACE
PCR

图 2 β-1,3-葡聚糖酶基因片段 3′-（A）和 5′-（B）RACE
扩增产物的电泳结果
Fig. 2 Electrophoresis analysis of 3′- (A) and 5′- (B) RACE
PCR products of β-1, 3-glucanase gene



M：DL2000 分子量标准；1、2：RT-PCR 扩增产物
M: DNA marker; 1,2: Product of RT- PCR

图 3 β-1,3-葡聚糖酶基因 glu 全长 cDNA 序列的 RT-PCR
产物的电泳结果
Fig. 3 Electrophoresis analysis of RT-PCR product of the full
length cDNA sequence of β-1, 3-glucanase gene

为 glu，在 GenBank 中登录号为 HM596541。
经 BLAST 分析，基因 glu 的核苷酸序列与来源于
Grand Nain（AAA 基因型）的 β-1,3-葡聚糖酶基因序
列（AF001523）的相似性最高为 73 %，与来源于 Musa
AB Group 的 β-1,3-葡聚糖酶基因序列（FJ858156）的
相似性为 70%，而与其它序列的匹配和相似性都较低。
这表明来源于指天蕉的 β-1,3-葡聚糖酶基因 glu 与现
已报道的其它 β-1,3-葡聚糖酶基因有较大的差异。
2.3 指天蕉β-1,3-葡聚糖酶基因 glu 的氨基酸序列
分析及结构功能预测
将 glu 进行 Blast x 分析，发现其推导的 glu 氨
基酸序列与其它植物来源的 β-1，3-葡聚糖酶氨基酸序
列不同，相似性为 54%—71%，这与基因的核苷酸序
列比对结果类似。
DNA STAR 软件分析得知，glu 共编码 339 个氨
基酸，其推测的分子量为 36.9 kD，等电点是 4.43。其
蛋白组成：强碱性氨基酸为 Lys 和 Arg，占氨基酸总
数的 5.9%；酸性氨基酸为 Asp 和 Glu，占氨基酸总数
的 9.1%；疏水氨基酸为 Ala、Ile、Leu、Phe、Trp 和
Val，占氨基酸总数的 36.9%；极性氨基酸为 Asn、Cys、
Gln、Ser、Thr 和 Tyr，占氨基酸总数的 33.6%。
Signal PV2.0 程序预测表明，glu 的信号肽最有可
能的剪切位点位于第30和31位氨基酸之间（P=0.998）
的 AR-EI 区域，这预示 glu 的信号肽是前 30 个氨基
酸。通过 Kyte-Doolittle Scale 程序预测，glu 的 N 端疏
水性显著，后半段亲水性也较强。经 RPS-BLAST 程
序分析，glu 氨基酸序列中有一个由 310 个氨基酸组成
的保守区域，因而具有 β-1,3-葡聚糖酶的保守结构。
2.4 不同植物β-1,3-葡聚糖酶基因的氨基酸序列比
较
已知的 β-1,3-葡聚糖酶均属于糖基水解酶第 17 家
族，其成员具有共同的氨基酸序列结构：(LIVM)-
X-(LIVMFYW)3-(STAG)-E-(ST)-G-W-P-(ST)-X-G[16]。
将来源于指天蕉（AA）的 glu 的氨基酸序列与同样来
源于芭蕉科（Musaceae）的 Giant Governor（AA）、
Grand Nain（AAA）、Hsien Jin Chiao（AAA）、Musa
×paradisiaca（ABB）的 β-1,3-葡聚糖酶氨基酸序列
（EU014210、AF001523、AF004838、EF051254）进
行多重序列比较，结果（图 4）显示，glu 属于 β-1,3-
葡聚糖酶。在第 35—345 氨基酸之间，有 204 个氨基
酸残基完全相同，表明这段区域为蕉类 β-1,3-葡聚糖
酶基因所共有的保守区域。glu 与其它蕉类 β-1,3-葡聚
糖酶氨基酸序列的主要不同出现在第 131—140 氨基
酸序列之间，即缺失 1 个氨基酸，同时有 8 个氨基酸
不同；另外在第283—286处也出现4个不同的氨基酸；
其余位置最多出现 2 个氨基酸不同。由此可见，除了
共同的保守区域外，来源于同一科植物的 β-1,3-葡聚
糖酶在结构上存在一定差异，因而可能导致功能上的
差别。
用 DNAMAN 软件进行聚类分析。结果（图 5）
显示，根据氨基酸序列的相似性，5 个蕉类来源的
β-1,3-葡聚糖酶基因可以分为2大类：一类是EF051254
和 AF004838；另一类包括 EU014210、AF001523 和
glu，其中 glu 与 EU014210、AF001523 有一定差异，
3138 中 国 农 业 科 学 44 卷


黑色部分表示氨基酸序列完全相同；红色部分表示有一个氨基酸序列不同；蓝色部分表示有两个氨基酸序列不同。采用 DNAMAN 软件分析
Regions of homology are shown in black (identity), red (different in one amino acid) and blue (different in two amino acids). Generated by using DNAMAN
multiple alignment program

图 4 推导的 glu 氨基酸序列与来源于 Giant Governor（EU014210）、Grand Nain（AF001523）、Hsien Jin Chiao（EF051254）、
Musa Acuminata（AF004838）的β-1,3-葡聚糖酶氨基酸序列的多重序列比较
Fig. 4 Multiple alignment of amino acid sequence homology of glu, EU014210, AF001523, EF051254 and AF004838

又形成一小类。这表明，不同蕉类来源的 β-1,3-葡聚
糖酶基因结构变化较大，应该与其香蕉基因型有一定
关系。
将 glu 和 AF004838 的氨基酸序列与来源于油棕
（Elaeis guineensis）、姜（Zingiber officinale）、百合
（Llium hybrid）、葡萄（Vitis vinifera）、桃（Prunus
persica）、玉米（Zea mays）的 β-1,3-葡聚糖酶氨基酸
序列（ACF06549、ABC69706、ABD85024、ABB82365、
AAL30426、ACJ62694）进行聚类分析（图 6）显示，
2 个蕉类来源的 β-1,3-葡聚糖酶基因可以聚成一大类，
而与其它植物来源的 β-1,3-葡聚糖酶基因聚成另一大
类。其中，glu 与葡萄、桃的 β-1,3-葡聚糖酶序列差异
最大。这表明 β-1,3-葡聚糖酶基因的演化与其来源植
物的亲缘关系并不一致。
3 讨论
β-1,3-葡聚糖酶基因在植物中普遍存在，是一个较
为庞大的基因家族[18]。对 β-1,3-葡聚糖酶参与植物防
卫反应的机制已有大量研究[19-22]。葡聚糖酶能够降解
真菌细胞壁，从而抑制真菌的生长。将 β-1,3-葡聚糖
酶基因转入植物是增强植物抗病性的一种重要手段。
对于卵菌纲的真菌而言，由于其菌丝的细胞壁不含几
15 期 翟国会等：指天蕉β-1，3-葡聚糖酶基因全长 cDNA 的克隆及序列分析 3139


图中数字代表序列的最大序列相似度，由 DNAMAN（4.0）分析而成。
图 6 同
The number means the max identity. This analysis was generated by using
DNAMAN program (4.0). The same as Fig.6

图 5 glu、AF001523、AF004838、EU014210 和 EF051254
氨基酸序列的聚类分析
Fig. 5 Phylogenic tree analysis of glu, AF001523, AF004838,
EU014210 and EF051254



图 6 glu、AF004838、ACF06549、ABC69706、ABD85024、
ABB82365、AAL30426 和 ACJ62694 的聚类分析
Fig. 6 Phylogenic analysis of glu, AF004838, ACF06549,
ABC69706, ABD85024, ABB82365, AAL30426 and
ACJ62694

丁质，转入几丁质酶基因不起作用，而导入 β-1,3-葡
聚糖酶基因则更有意义[10]。
香蕉是世界上第四大粮食作物，近几年来，香蕉
枯萎病在局部地区爆发以及快速传播，使香蕉生产面
临更严峻的挑战[1,23]。筛选和培育抗病品种是防治香
蕉病害最为安全、经济和有效的方法，而抗病基因的
克隆是利用基因工程进行植物遗传改良的基础，对于
培育抗病作物品种和研究病原物与寄主作用机制具有
重要的意义[24]。
本研究先期从华农野生蕉（AA）、海南野生蕉
（BB）和指天蕉等 12 种不同基因型的蕉类作物中克
隆了 β-1,3-葡聚糖酶基因的部分片段（资料未显示），
通过序列比较分析发现，来自广州粉蕉（AAB）、红
蕉（AAA）、孟加拉粉大蕉（ABB）、皇帝蕉（AAA）
和指天蕉的基因片段相似性较高，但都与 NCBI 上已
发表的来源于蕉类的 β-1,3-葡聚糖酶基因序列的相似
性较低，约 70%左右，表明这可能是 β-1,3-葡聚糖酶
基因的一个新分支。在前期研究的基础上，本研究通
过分析多种来源于芭蕉科植物的 β-1,3-葡聚糖酶的氨
基酸序列，根据其保守区域设计一对简并引物，在野
生指天蕉中进行扩增，分离出一个 β-1,3-葡聚糖酶基
因片断，进一步通过 RACE 方法，得到其全长 cDNA
序列——glu。聚类分析表明，蕉类来源的 β-1,3-葡聚
糖酶基因都含有相同的保守区域，与同为单子叶植物
的姜、百合、玉米的亲缘关系更近，而与双子叶植物
的油棕、葡萄、桃的 β-1,3-葡聚糖酶基因的差异较大。
董佳等[25]从棉花（Gossypium hirsutum）中克隆得到 2
个 β-1,3-葡聚糖酶基因，将其序列与来源于拟南芥
（Arabidopsis thaliana）、水稻（Oryza tativa）、蓖麻
（Ricinus ommunis）、大豆（Glycine max）、枣（Ziziphus
jujube）、烟草（Nicitiana tabacum）的 β-1,3-葡聚糖
酶基因进行比对，发现彼此间的差异较大，表明 β-1,3-
葡聚糖酶基因在不同类型植物间存在不同的差异。对
于蕉类植物而言，有必要进一步克隆相关 β-1,3-葡聚
糖酶基因，进行比较分析和功能研究，从而为探明
β-1,3-葡聚糖酶的抗病机理，并经 β-1,3-葡聚糖酶基因
的转基因育种，为培育香蕉抗病品种提供新的途径。
4 结论
β-1,3-葡聚糖酶是一类重要的水解酶，已被应用于
植物抗病基因工程中，本研究采用 RACE 的方法，在
野生指天蕉中克隆得到一个新的 β-1,3-葡聚糖酶基
因，为进一步进行 β-1,3-葡聚糖酶的抗病机理，并将
之应用于作物抗病育种等研究奠定了基础。

References
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