全 文 ：１５４６－１５５２
１０／２０１２
草　业　科　学
ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ
２９卷１０期
Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．１０
３份高羊茅材料吡咯琳－５－羧酸合成酶基因的
结构及酶活性比较
牛 熙１，冉雪琴１，王嘉福１，２，陈 超１
（１．贵州大学动物科学学院，贵州 贵阳５５００２５；２．贵州大学农业工程省重点实验室，贵州 贵阳５５００２５）
摘要：吡咯琳－５－羧酸合成酶（Ｐｙｒｒｏｌｉｎｅ－５－Ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　Ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ，Ｐ５ＣＳ）是经谷氨酸途径合成脯氨酸的关键酶，脯
氨酸的积累有助于提高植物的抗逆性。本研究以黔草一号高羊茅（Ｆｅｓｔｕｃａ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ　ｃｖ．Ｑｉａｎｃａｏ　Ｎｏ．１，ＱＣ１）、
黔草二号细叶高羊茅（Ｆ．ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ　ｃｖ．Ｑｉａｎｃａｏ　Ｎｏ．２ｎ，ＱＣ２ｎ）和黔草二号宽叶高羊茅（Ｆ．ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ　ｃｖ．
Ｑｉａｎｃａｏ　Ｎｏ．２ｂ，ＱＣ２ｂ）为材料，经ＲＴ－ＰＣＲ克隆得到Ｐ５ＣＳ基因，基因长２　１５１ｂｐ，含有完整的开放读码框（Ｏｐｅｎ
Ｒｅａｄｉｎｇ　Ｆｒａｍｅ，ＯＲＦ），编码７１６个氨基酸，与朝鲜碱茅（Ｐｕｃｃｉｎｅｌｌｉａ　ｃｈｉｎａｍｐｏｅｎｓｉｓ）Ｐ５ＣＳ基因的相似性为９４％。
对３份高羊茅材料Ｐ５ＣＳ基因编码的氨基酸序列进行比较，有６个氨基酸差异，这些氨基酸均处于Ｐ５ＣＳ蛋白的
谷氨酸激酶（Ｇｌｕ－５－Ｋｉｎａｓｅ，Ｇ５Ｋ）功能区，其中第３７、８５及１４２位的氨基酸所带电荷发生了改变。比较干旱处理
后３份高羊茅材料叶片的Ｐ５ＣＳ酶活性及其脯氨酸含量，ＱＣ１叶片的Ｐ５ＣＳ酶活性及其脯氨酸含量最高，其次为
ＱＣ２ｎ，ＱＣ２ｂ最低。说明Ｐ５ＣＳ中谷氨酸激酶（Ｇ５Ｋ）功能区重要氨基酸种类的改变，可能影响高羊茅Ｐ５ＣＳ的酶
活性及其脯氨酸的生成量，也是高羊茅抗逆性差异的主要原因。
关键词：高羊茅；Ｐ５ＣＳ基因；酶活性；脯氨酸；抗旱
中图分类号：Ｓ５４３．９　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００１－０６２９（２０１２）１０－１５４６－０７
①
　　吡咯琳－５－羧酸合成酶（Ｐｙｒｒｏｌｉｎｅ－５－Ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ
Ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ，Ｐ５ＣＳ）是谷氨酸合成脯氨酸过程中的关
键酶。Ｐ５ＣＳ有催化谷氨酸磷酸化和将谷氨酸－γ－半
醛还原成吡咯琳－５－羧酸（Ｐｙｒｒｏｌｉｎｅ－５－Ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ，
Ｐ５Ｃ）两种酶活性。Ｐ５Ｃ再由吡咯琳－５－羧酸还原酶
（Ｐｙｒｒｏｌｉｎｅ－５－Ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　Ｒｅｄｕｃｔａｓｅ，Ｐ５ＣＲ）催化，
生成脯氨酸［１］。脯氨酸是植物主要的渗透压调节物
质之一，干旱胁迫下Ｐ５ＣＳ基因的表达量上升，伴随
脯氨酸的合成增加［２］，脯氨酸量的积累与植物的抗
旱能力直接相关［３－４］。干旱胁迫下，转Ｐ５ＣＳ基因冰
草（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎ　ｃｒｉｓｔａｔｕｍ）中游离脯氨酸量增加，细
胞质膜的通透性、丙二醛生成量增幅减缓，超氧化物
歧化酶活性增高，抗旱能力明显提高［５］，转基因烟草
（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ　ｔａｂａｃｕｍ）、水稻（Ｏｒｙｚａ　ｓａｔｉｖａ）、马铃薯
（Ｓｏｌａｎｕｍ　ｔｕｂｅｒｏｓｕｍ）等植物中也发现类似的规律。
高羊茅（Ｆｅｓｔｕｃａ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ）是世界上重要的草坪
草和牛羊等的优质饲草，抽穗期高羊茅中粗蛋白含
量可超过１１％［６］。黔草一号（Ｑｉａｎｃａｏ　Ｎｏ．１，ＱＣ１）
和黔草二号（Ｑｉａｎｃａｏ　Ｎｏ．２，ＱＣ２）是贵州省草业研
究所利用贵州野生高羊茅资源培育的高羊茅品种，
两个品种都有耐践踏、易再生、适应性和抗逆性强等
优点［７－８］。但这些培育的高羊茅品种Ｐ５ＣＳ 基因的
结构特点及其与植株抗旱性的关系不甚明了。本研
究主要分析人工培育的高羊茅品种Ｐ５ＣＳ基因结构
及其与抗旱性之间的关系。
１　材料与方法
１．１实验材料及实验设计　高羊茅黔草一号
（ＱＣ１）和黔草二号（ＱＣ２）均由贵州省草业研究所独
山实验基地提供，其中黔草二号分为黔草二号细叶
（Ｑｉａｎｃａｏ　Ｎｏ．２ｎ，ＱＣ２ｎ）和黔草二号宽叶（Ｑｉａｎｃａｏ
Ｎｏ．２ｂ，ＱＣ２ｂ）。３份高羊茅材料均为生长２年的成
熟植株，株高１５～１７ｃｍ，栽种于口径３０ｃｍ、高２４
ｃｍ的塑料花盆内。实验于２０１１年９月在贵州大学
农业生物工程重点实验室进行，干旱处理前１ｄ浇
透水，浇水量达到花盆上部不再向下渗水为止。
停止浇水１５ｄ后，植株萎蔫，分别剪取３份高羊茅材
①　收稿日期：２０１２－０２－１５　　接受日期：２０１２－０４－１０
基金项目：国家科技支撑计划（２００８ＢＡＤＢ５Ｂ０２）；贵州省科技创新人才团队建设专项（黔科合人才团队２００９－４００６）；贵州省科技厅农业攻关
项目（黔科合ＮＹ字２００９－３０８２）；贵州大学研究生创新基金（校研农２０１１０１５）
作者简介：牛熙（１９８７－），女，贵州贵阳人，在读硕士生，主要从事分子生物学与基因工程研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈａｉｆｕｈｏｎｇ＠１６３．ｃｏｍ
通信作者：王嘉福　Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｆｗａｎｇ＠ｇｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
１０／２０１２ 草　业　科　学 （第２９卷１０期）
料的叶片，用于脯氨酸含量及Ｐ５ＣＳ酶活性的测定。
同时将部分叶片冻存于－８０℃，用于ＲＮＡ的提取。
每份高羊茅材料设３个重复。
１．２实验菌株　大肠杆菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ　ｃｏｌｉ　ＴＧ１）
为本实验室储藏菌株。
１．３主要试剂　ｐＭＤ１８－Ｔ　ｖｅｃｔｏｒ购自宝生物工
程（大连）有限公司；Ｇｅｌ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　Ｋｉｔ购自Ｏｍｅｇａ
公司；ＲｅｖｅｒｔＡｉｄＴＭ　Ｆｉｒｓｔ　Ｓｔｒａｎｄ　ｃＤＮＡ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
Ｋｉｔ为 ＭＢＩ　Ｆｅｒｍｅｎｔａｓ公司产品；ＤＮＡ　Ｍａｒｋｅｒ和
质粒小量快速提取试剂盒购自天根生物科技（北京）
有限公司。引物由上海捷瑞生物工程有限公司合
成，核苷酸序列的测定由生工生物工程（上海）有限
公司完成。
１．４　Ｐ５ＣＳ基因的克隆
１．４．１总ＲＮＡ的提取　取１ｇ叶片于液氮中研磨
成粉，以酸酚－异硫氰酸胍－氯仿法提取总 ＲＮＡ［９］，
１％甲醛变性琼脂糖凝胶电泳检测ＲＮＡ的质量。
１．４．２　Ｐ５ＣＳ基因的克隆　参照小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ　ａｅｓ－
ｔｉｖｕｍ，ＮＣＢＩ　ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ　ａｃｃｅｓｓｉｏｎ　ｎｏ．ＡＹ８８８０４５）
Ｐ５ＣＳ基因序列，设计４对特异性引物Ｐ１：５′－ＡＴＧ－
ＧＣＣＧＧＣＧＣＣＧＡＣＣＣＣＡＡ－３′，Ｐ２：５′－ＡＡＧＧＡＡＧ－
ＧＣＴＣＴＴＡＴＧＧＧＴＧＴＡ－３′，ｍｕ：５′－ＡＡＧＧＣＴＣＣＡＴＡＴ－
ＧＡＧＧＡＴＴＣＡＴ －３′，ｍｄ：５′－ＡＡＴＣＴＧＧＡＣＣＡＡＧ－
ＧＣＡＴＣＡ－３′。引物Ｐ１ 与 ｍｄ组合，预扩增片段１
２６７ｂｐ，得到Ｐ５ＣＳ基因的上半段；引物Ｐ２ 和ｍｕ组
合，预扩增片段１　６５７ｂｐ，得到Ｐ５ＣＳ 基因的下半
段。
取１μｇ总 ＲＮＡ 按 ＲｅｖｅｒｔＡｉｄ
ＴＭ　Ｆｉｒｓｔ　Ｓｔｒａｎｄ
ｃＤＮＡ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　Ｋｉｔ说明书合成ｃＤＮＡ，取１μＬ反
转录产物为模板进行ＰＣＲ扩增。目的片段经１．０％
琼脂糖凝胶回收，与ｐＭＤ１８－Ｔ载体连接过夜，构建
重组质粒，转化感受态大肠杆菌ＴＧ１，涂布于ＩＰＴＧ
和Ｘ－ｇａｌ的氨苄ＬＢ琼脂平板上，３７℃培养过夜。
挑取白色单菌落，经菌落ＰＣＲ、质粒ＰＣＲ鉴定，选
取阳性克隆子测定核苷酸序列。
１．４．３　Ｐ５ＣＳ基因的序列分析　应用ＤＮＡＳｔａｒ软件
进行序列分析，通过ＮＣＢＩ的ＢＬＡＳＴ进行核苷酸、
氨基酸序列相似性检验，确定开放阅读框（Ｏｐｅｎ
ｒｅａｄｉｎｇ　ｆｒａｍｅ，ＯＲＦ）；采用瑞士生物信息研究所的
蛋白分析系统（Ｅｘｐａｓｙ　Ｐｒｏｔｅｉｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｓｙｓｔｅｍ）对
目的基因进行生物信息学分析，预测Ｐ５ＣＳ 的理化
性质。以 ＭＥＧＡ　５．０软件 Ｎｅｉｇｈｂｏｒ－Ｊｏｉｎｉｎｇ法分
析系统进化树。系统树采用重复１　０００次的自展检
验（Ｂｏｏｔｓｔｒａｐ　Ａｎａｌｙｓｉｓ）。编码蛋白的三维结构经
ＳＷＩＳＳ　ＭＯＤＥＬ（ｈｔｔｐ：／／ｓｗｉｓｓｍｏｄｅｌ．ｅｘｐａｓｙ．ｏｒｇ／）
在线分析。
１．５　Ｐ５ＣＳ酶活性及脯氨酸含量测定　取干旱
处理后３份高羊茅材料的叶片各１ｇ，参照文献［１０］
提取蛋白并测定Ｐ５ＣＳ蛋白酶的活性。采用磺基水
杨酸法［１１］测定干旱处理后３份高羊茅材料叶片中
的脯氨酸含量。
１．６数据分析　应用ＳＰＳＳ　１２．０软件进行方差分
析和差异显著性检验。
２　结果
２．１　Ｐ５ＣＳ 基因的克隆　３份高羊茅材料总
ＲＮＡ经甲醛变性琼脂糖凝胶电泳检测，２５Ｓ、１８Ｓ和
５ＳｒＲＮＡ三组条带清晰（图１），提取的总ＲＮＡ质
量良好无降解，可用于后续实验。
图１　甲醛琼脂糖凝胶电泳检测样品总ＲＮＡ的质量
Ｆｉｇ．１　Ｔｏｔａｌ　ＲＮＡ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｂｙ　１％
ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ－ａｇａｒｏｓｅ　ｇｅｌ　ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ
　　分别以ＱＣ１、ＱＣ２ｎ及ＱＣ２ｂ总ＲＮＡ进行反转录
和ＰＣＲ扩增，经检测，３份材料各获得１　２６７和１　６５７
ｂｐ的两种ＤＮＡ片段，与预期大小相近（图２）。
２．２　Ｐ５ＣＳ 基因的序列分析　分别将 ＱＣ１、
ＱＣ２ｎ和ＱＣ２ｂ的Ｐ５ＣＳ基因扩增片段克隆到Ｔ载
体中，测序得到１　２６７和１　６５７ｂｐ两种ＤＮＡ片段。
两种片段间有７８１ｂｐ的重叠，拼接后得到２　１５１ｂｐ
序列。与已知序列相比，３份高羊茅材料的２　１５１ｂｐ
序 列 与 朝 鲜 碱 茅 （Ｐｕｃｃｉｎｅｌｌｉａ　ｃｈｉｎａｍｐｏｅｎｓｉｓ，
ＨＱ６３７４３５．１）的Ｐ５ＣＳ基因序列相似性最高，均为
７４５１
ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ（Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．１０） １０／２０１２
图２　Ｐ５ＣＳ基因上半段（左）与下半段（右）的扩增
Ｆｉｇ．２　Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐ５ＣＳ　ｇｅｎｅ　ｆｒａｇｍｅｎｔｓ
注：Ｍ 为 ＤＬ２０００ＤＮＡ　Ｍａｒｋｅｒ；泳道１～３分别为 ＱＣ１、
ＱＣ２ｎ及ＱＣ２ｂＰ５ＣＳ基因上半段；泳道４～６分别为 ＱＣ１、
ＱＣ２ｂ及ＱＣ２ｎＰ５ＣＳ基因下半段。
Ｎｏｔｅ：Ｍ，ＤＬ２０００ＤＮＡ　Ｍａｒｋｅｒ；Ｌａｎｅ　１－３，５′－ｆｒａｇｍｅｎｔｓ　ｏｆ
Ｐ５ＣＳｇｅｎｅ　ｆｒｏｍ　ｓａｍｐｌｅｓ　ＱＣ１，ＱＣ２ｎａｎｄ　ＱＣ２ｂ；Ｌａｎｅ　４－６，３′－
ｆｒａｇｍｅｎｔｓ　ｏｆ　Ｐ５ＣＳｇｅｎｅ　ｆｒｏｍ　ｓａｍｐｌｅｓ　ＱＣ１，ＱＣ２ｎａｎｄ　ＱＣ２ｂ．
９４％，与拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ）、水稻、大麦
（Ｈｏｒｄｅｕｍ　ｖｕｌｇａｒｅ）Ｐ５ＣＳ基因的相似性为６８％～
９１％，编码氨基酸序列的相似性为７１％～９６％（表
１），说明３份高羊茅材料的２　１５１ｂｐ序列的确为
Ｐ　５ＣＳ基因。２　１５１ｂｐ碱基序列为完整的ＯＲＦ，编
码７１６个氨基酸残基。将 ＱＣ１、ＱＣ２ｂ和 ＱＣ２ｎ的
Ｐ５ＣＳ基因核苷酸序列及其编码的氨基酸序列进行
比对，３份高羊茅材料Ｐ５ＣＳ 基因的核苷酸序列相
似性为９８％～９９％，编码氨基酸序列相似性均为
９９％。经Ｅｘｐａｓｙ软件分析，ＱＣ１的Ｐ５ＣＳ 基因编
码蛋白的分子量为７７．４４ｋＤａ，等电点６．３８；ＱＣ２ｎ
的Ｐ５ＣＳ 基因编码蛋白的分子量为７７．４０ｋＤａ，等
电点６．１９；ＱＣ２ｂＰ５ＣＳ 基因编码蛋白的分子量
７７．３０ｋＤａ，等电点５．９６。
以人类Ｐ５ＣＳ氨基酸序列为外群，将３份高羊
茅材料的Ｐ５ＣＳ氨基酸序列与ＮＣＢＩ基因数据库收
录的１００条Ｐ５ＣＳ氨基酸序列进行聚类分析，从中
选取有代表性的１５个物种Ｐ５ＣＳ氨基酸序列构建
系统发育树（图３），ＱＣ１、ＱＣ２ｎ、ＱＣ２ｂ的Ｐ５ＣＳ与
朝鲜碱茅相应蛋白的亲缘关系最近，与小麦、大麦及
水稻、玉米（Ｚｅａ　ｍａｙｓ）、高梁（Ｓｏｒｇｈｕｍ　ｂｉｃｏｌｏｒ）、斑
茅（Ｓａｃｃｈａｒｕｍ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅｕｍ）及甘蔗（Ｓ．ｏｆｆｉｃｉｎａ－
ｒｕｍ）聚为一类，而紫花苜蓿（Ｍｅｄｉｃａｇｏ　ｓａｔｉｖａ）、烟
草、油菜（Ｂｒａｓｓｉｃａ　ｎａｐｕｓ）及拟南芥聚为另一类。
　　将ＱＣ１、ＱＣ２ｎ和ＱＣ２ｂ的Ｐ５ＣＳ氨基酸序列与
拟南芥等植物的相应序列进行比较，３份材料的
Ｐ５ＣＳ蛋白均含有两种酶活性的功能区，一种是谷
表１　３份高羊茅材料与已知Ｐ５ＣＳ基因比较
Ｔａｂｌｅ　１　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　Ｐ５ＣＳ　ｇｅｎｅｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｒｅｅ　ｔａｌ　ｆｅｓｃｕｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｋｎｏｗｎ　ｐｌａｎｔｓ ％
样品
Ｓａｍｐｌｅ
类项　　
Ｉｔｅｍ　　
朝鲜碱茅
Ｐ．ｃｈｉｎａｍｐｏｅｎｓｉｓ
大麦
Ｈ．ｖｕｌｇａｒｅ
水稻
Ｏ．ｓａｔｉｖａ
斑茅
Ｓ．ａｒｕｎｄｉｎａｃｅｕｍ
紫花苜蓿
Ｍ．ｓａｔｉｖａ
拟南芥
Ａ．ｔｈａｌｉａｎａ
ＱＣ１
核苷酸相似性
Ｉｄｅｎｔｉｔｙ　ｏｆ　ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ
９４　 ９１　 ８６　 ８４　 ６９　 ６８
氨基酸相似性
Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ　ｏｆ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄｅｓ
９５　 ９４　 ８７　 ８５　 ７４　 ７１
ＱＣ２ｎ
核苷酸相似性
Ｉｄｅｎｔｉｔｙ　ｏｆ　ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ
９４　 ９１　 ８６　 ８４　 ６９　 ６８
氨基酸相似性
Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ　ｏｆ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄｅｓ
９６　 ９４　 ８８　 ８６　 ７５　 ７２
ＱＣ２ｂ
核苷酸相似性
Ｉｄｅｎｔｉｔｙ　ｏｆ　ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ
９４　 ９２　 ８６　 ８４　 ６９　 ６８
氨基酸相似性
Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ　ｏｆ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄｅｓ
９５　 ９４　 ８７　 ８６　 ７４　 ７１
注：Ｐ５ＣＳ基因序列引自 ＮＣＢＩ核酸数据库，朝鲜碱茅（ＨＱ６３７４３５．１），大麦（ＡＫ２４９１５４．１），水稻（ＮＭ＿００１０６２２５８），斑茅
（ＥＵ１１３２５７），紫花苜蓿（ＧＵ１８０１４９．１），拟南芥（ＮＭ＿１１５４１９）。
Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅ　ｎｅｃｌｅｏｔｉｄｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　Ｐ５ＣＳ　ｗｅｒｅ　ｃｉｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ＮＣＢＩ　ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｗｉｔｈ　ａｃｃｅｓｓｉｏｎ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ａｓ：Ｐｕｃｃｉｎｅｌｌｉａ　ｃｈｉ－
ｎａｍｐｏｅｎｓｉｓ（ＨＱ６３７４３５．１），Ｈｏｒｄｅｕｍ　ｖｕｌｇａｒｅ（ＡＫ２４９１５４．１），Ｏｒｙｚａ　ｓａｔｉｖａ（ＮＭ＿００１０６２２５８），Ｓａｃｃｈａｒｕｍ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅｕｍ
（ＥＵ１１３２５７），Ｍｅｄｉｃａｏ　ｓａｔｉｖａ（ＧＵ１８０１４９．１），Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ（ＮＭ＿１１５４１９）．
８４５１
１０／２０１２ 草　业　科　学 （第２９卷１０期）
图３　以Ｐ５ＣＳ基因编码氨基酸序列构建的
系统发育树（Ｎ－Ｊ法）
Ｆｉｇ．３　Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ　ｔｒｅｅ　ｏｆ　Ｐ５ＣＳ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｂｙ　Ｎｅｉｇｈｂｏｒ－ｊｏｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ
ｗｉｔｈ　ａｃｃｅｓｓｉｏｎ　ｎｕｍｂｅｒｓ
氨酸激酶（Ｇｌｕ－５－Ｋｉｎａｓｅ，Ｇ５Ｋ），位于Ｐ５ＣＳ蛋白的
Ｎ端，另一种是谷氨酰半醛脱氢酶（Ｇｌｕｔａｍｙｌ　５－
Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　Ｒｅｄｕｃｔａｓｅ，Ｇ５ＰＲ），位于Ｐ５ＣＳ蛋白的Ｃ
端。其中 Ｇ５Ｋ 功能区包含 ＡＴＰ结合位点（ＡＴＰ
Ｂｉｎｄｉｎｇ　Ｓｉｔｅ）、亮氨酸结构域（Ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ　Ｌｅｕｃｉｎｅ
Ｄｏｍａｉｎ）和谷氨酸激酶结构域（Ｇｌｕ－５－Ｋｉｎａｓｅ　Ｄｏ－
ｍａｉｎ，ＧＫ）。Ｇ５ＰＲ功能区包含 ＮＡＤＰＨ 结合位点
（ＮＡＤＰＨ　Ｂｉｎｄｉｎｇ　Ｓｉｔｅ）、预测的亮氨酸结构域（Ｐｕ－
ｔａｔｉｖｅ　Ｌｅｕｃｉｎｅ　Ｄｏｍａｉｎ）和氨酰半醛脱氢酶结构域
（ＧＳＡ－ＤＨ　Ｄｏｍａｉｎ）（图４）。
　　从ＱＣ１、ＱＣ２ｎ和ＱＣ２ｂＰ５ＣＳ基因编码的氨基
酸序列中，找出６个氨基酸有差异（表２），主要位于
图４　高羊茅Ｐ５ＣＳ蛋白的保守结构域
Ｆｉｇ．４　Ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ　ｄｏｍａｉｎｓ　ｉｎ
Ｐ５ＣＳ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｏｆ　ｔａｌ　ｆｅｓｃｕｅ
Ｐ５ＣＳ的谷氨酸激酶（Ｇ５Ｋ）功能区，其中２个位于
ＡＴＰ结合位点的Ｎ端，另外４个散布于ＡＴＰ结合
位点和亮氨酸结构域之间的区域。谷氨酰半醛脱氢
酶（Ｇ５ＰＲ）功能区的氨基酸序列完全相同。以
ＳＷＩＳＳ－ＭＯＤＥＬ在线预测 ＱＣ１、ＱＣ２ｎ、ＱＣ２ｂ和紫
花苜蓿Ｐ５ＣＳ的谷氨酸激酶（Ｇ５Ｋ）功能区第１３－
２８１位氨基酸的三维结构，３种蛋白的谷氨酸激酶
（Ｇ５Ｋ）功能区均由９个α螺旋和１３个β片层组成。
３份高羊茅材料Ｐ５ＣＳ蛋白二级结构的差异主要由
于第３７、８５及１４２位氨基酸所带电荷发生了变化
（表３、图５）。与ＱＣ１、ＱＣ２ｎ、ＱＣ２ｂ的Ｐ５ＣＳ蛋白三
级结构相比，紫花苜蓿Ｐ５ＣＳ蛋白也由９个α螺旋
和１３个β片层组成，有１５个氨基酸所带电荷发生
了变化，二级和三级结构的差异与Ｐ５ＣＳ蛋白一级
结构中氨基酸侧基的带电荷量有关。对比３份高羊
茅材料及紫花苜蓿Ｐ５ＣＳ蛋白第６８－１７５位区段氨
基酸的带电荷情况，紫花苜蓿带电荷的氨基酸共２８
个，其中带正电荷的氨基酸１３个，带负电荷的氨
基酸１５个，带正电荷的氨基酸占带电荷氨基酸的
表２　ＱＣ１、ＱＣ２ｎ和ＱＣ２ｂＰ５ＣＳ之间不同的氨基酸位点
Ｔａｂｌｅ　２　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　ｓｉｔｅｓ　ｉｎ　Ｐ５ＣＳ　ａｍｏｎｇ　ＱＣ１，ＱＣ２ｎａｎｄ　ＱＣ２ｂ
样品
Ｓａｍｐｌｅ
氨基酸位点Ａｍｉｎａ　ａｃｉｄ　ｓｉｔｅ
位点１１
Ｓｉｔｅ　１１
位点３７
Ｓｉｔｅ　３７
位点８５
Ｓｉｔｅ　８５
位点１４０
Ｓｉｔｅ　１４０
位点１４２
Ｓｉｔｅ　１４２
位点１５２
Ｓｉｔｅ　１５２
ＱＣ１
异亮氨酸
（Ｉｌｅ，ＨＢ）
精氨酸
（Ａｒｇ，ＨＬ＋）
精氨酸
（Ａｒｇ，ＨＬ＋）
丙氨酸
（Ａｌａ，ＨＢ）
赖氨酸
（Ｌｙｓ，ＨＬ＋）
异亮氨酸
（Ｉｌｅ，ＨＢ）
ＱＣ２ｎ
异亮氨酸
（Ｉｌｅ，ＨＢ）
精氨酸
（Ａｒｇ，ＨＬ＋）
赖氨酸
（Ｌｙｓ，ＨＬ＋）
苏氨酸
（Ｔｈｒ，ＨＬ）
谷氨酰胺
（Ｇｌｎ，ＨＬ）
异亮氨酸
（Ｉｌｅ，ＨＢ）
ＱＣ２ｂ
甲硫氨酸
（Ｍｅｔ，ＨＢ）
谷氨酸
（Ｇｌｙ，ＨＬ）
谷氨酰胺
（Ｇｌｎ，ＨＬ）
苏氨酸
（Ｔｈｒ，ＨＬ）
谷氨酰胺
（Ｇｌｎ，ＨＬ）
缬氨酸
（Ｖａｌ，ＨＢ）
注：“ＨＢ”表示非极性氨基酸，“ＨＬ”表示不带电荷的极性氨基酸。“ＨＬ＋”表示带正电荷的极性氨基酸，“ＨＬ－”表示带负电荷
的极性氨基酸。
Ｎｏｔｅ：ＨＢ　ｄｅｎｏｔｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｎｏｎｐｏｌａｒ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ．ＨＬ，ｕｎｃｈａｒｇｅｄ　ｐｏｌａｒ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ．ＨＬ＋，ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｃｈａｒｇｅｄ　ｐｏｌａｒ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ．ＨＬ－，
ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｃｈａｒｇｅｄ　ｐｏｌａｒ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ．
９４５１
ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ（Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．１０） １０／２０１２
表３　高羊茅与紫花苜蓿Ｐ５ＣＳ蛋白第６８－１７５位氨基酸区段带电荷氨基酸的数量比较
Ｔａｂｌｅ　３　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｃｈａｒｇｅｄ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　ａｍｏｕｎｔｓ　ｆｒｏｍ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　６８ｔｏ　１７５ｏｆ　Ｐ５ＣＳ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔａｌ　ｆｅｓｃｕｅｓ　ａｎｄ　ａｌｆａｌｆａ
样品
Ｓａｍｐｌｅｓ
正电荷极性氨基酸数／个
Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｃｈａｒｇｅｄ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄｓ
负电荷极性氨基酸数量／个
Ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｃｈａｒｇｅｄ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄｓ
带电极性氨基酸总数／个
Ｃｈａｇｅｄ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄｓ
紫花苜蓿Ａｌｆａｌｆａ　 １３（４６．４％） １５（５３．６％） ２８
ＱＣ１Ｔａｌ　ｆｅｓｃｕｅ　 １３（４４．８％） １６（５５．２％） ２９
ＱＣ２ｎＴａｌ　ｆｅｓｃｕｅ　 １２（４１．４％） １７（５８．６％） ２９
ＱＣ２ｂＴａｌ　ｆｅｓｃｕｅ　 １１（３７．９％） １８（６２．１％） ２９
图５　高羊茅Ｐ５ＣＳ谷氨酸激酶（Ｇ５Ｋ）
结构域的三维结构比较
Ｆｉｇ．５　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｄｅｄｕｃｅｄ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｇ５Ｋｄｏｍａｉｎ　ｉｎ　Ｐ５ＣＳ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｏｆ
ｔｈｒｅｅ　ｔａｌ　ｆｅｓｃｕｅｓ
注：以已知Ｐ５ＣＳ的谷氨酸激酶（Ｇ５Ｋ）结构域的三维结构
（ｐｄｂ　２ｊ５ｔＥ）为模板，在线分析３个高羊茅Ｐ５ＣＳ的 Ｇ５Ｋ完
整功能区结构（第１３－２８１位氨基酸）。ＱＣ１（Ａ）、ＱＣ２ｎ（Ｂ）
和ＱＣ２ｂ（Ｃ）的Ｇ５Ｋ都含有３个保守结构域：ＡＴＰ结合位点
为红色α螺旋，亮氨酸结构域为黄褐色α螺旋，谷氨酸激酶
结构域（ＧＫ）由蓝色的α螺旋和β片层各一个组成。图Ｄ－
Ｆ突出显示Ｇ５Ｋ功能区第１３－１６１位氨基酸的三级结构，
Ｅ·ＱＣ１，Ｆ·ＱＣ２ｎ，Ｇ·ＱＣ２ｂ。其中，淡黄色表示第３７位氨
基酸；天蓝色表示第８５位氨基酸，绿色表示第１４０位氨基
酸，紫红色表示第１４２位氨基酸，橙黄色表示第１５２位氨基
酸，各位点的氨基酸参见表２。
Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅ　ｓｐａｔｉａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｇ５Ｋｄｏｍａｉｎ　ｆｒｏｍ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ
１３ｔｏ　２８１ｏｆ　Ｐ５ＣＳ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｓｉｚｅｄ　ｏｎｌｉｎｅ　ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｋｎｏｗｎ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（ｐｄｂ　２ｊ５ｔＥ）ａｓ　ｔｅｍｐｌａｔｅ．Ｇ５Ｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｗｅｒｅ　ｄｉｆ－
ｆｅｒｅｎｔ　ｆｒｏｍ　ｅａｃｈ　ｏｔｈｅｒ　ａｍｏｎｇ　ＱＣ１（Ａ），ＱＣ２ｎ（Ｂ）ａｎｄ　ＱＣ２ｂ
（Ｃ）ｗｉｔｈ　ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＡＴＰ　ｂｉｎｄｉｎｇ　ｓｉｔｅ　ｉｎ　ｒｅｄα－ｈｅｌｉｘ，Ｌｅｕ－
ｃｉｎｅ　ｄｏｍａｉｎ　ｉｎ　ｂｒｏｗｎα－ｈｅｌｉｘ，ａｎｄ　ＧＫ　ｄｏｍａｉｎ　ｉｎ　ｂｌｕｅα－ｈｅｌｉｘ　ａｎｄ
β－ｓｈｅｅｔ．Ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｆｒｏｍ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　１３ｔｏ　１６１ｗｅｒｅ　ｆｕｒｔｈｅｒ
ｈｉｇｈｌｉｇｈｔｅｄ　ｉｎ　ＱＣ１（Ｄ），ＱＣ２ｎ（Ｅ），ＱＣ２ｂ（Ｆ），ａｎｄ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ
３７ｗｅｒｅ　ｓｈｏｗｅｄ　ｉｎ　ｙｅｌｏｗ　ｃｏｌｏｕｒ，ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　８５ｉｎ　ａｚｕｒｅ　ｃｏｌｏｕｒ，
ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　１４０ｉｎ　ｇｒｅｅｎ，ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　１４２ｉｎ　ｐｕｒｐｌｅ，ａｎｄ　ａｍｉｎｏ
ａｃｉｄ　１５２ｉｎ　ｏｒａｎｇｅ（ｒｅｆｅｒ　ｔｏ　ｔａｂｌｅ　２）．
４６．２％，ＱＣ１、ＱＣ２ｎ、ＱＣ２ｂ中带正电荷的氨基酸所
占比例分别为４４．８％、４１．４％和３７．９％，紫花苜蓿
Ｐ５ＣＳ带正电荷氨基酸的比例最大，带负电荷氨基酸
所占百分比最小，ＱＣ２ｂ的Ｐ５ＣＳ带正电荷氨基酸所
占百分比最小，带负电荷氨基酸所占比例最大（表３）。
２．３　Ｐ５ＣＳ酶活性及脯氨酸含量的测定　取干
旱处理后３份高羊茅材料的叶片，分别测定Ｐ５ＣＳ
酶活性及其脯氨酸含量（图６）。结果表明，ＱＣ１叶
片的Ｐ５ＣＳ酶活性及其脯氨酸含量最高（Ｐ＜０．０１），
ＱＣ２ｂ的Ｐ５ＣＳ酶活性及其脯氨酸含量最低（Ｐ＜
０．０１），ＱＣ２ｎ的居中。
３　讨论
本研究以ＱＣ１、ＱＣ２ｎ、ＱＣ２ｂ为３份实验材料，
采用 ＲＴ－ＰＣＲ方法分别扩增出Ｐ５ＣＳ 基因。与已
知序列相比，３个Ｐ５ＣＳ 基因编码的蛋白中均含有
谷氨酸激酶功能区和谷氨酰半醛脱氢酶功能区，这
两个功能区是高等植物Ｐ５ＣＳ蛋白的共有结构。说明
图６　ＱＣ１、ＱＣ２ｎ、ＱＣ２ｂ叶片的Ｐ５ＣＳ酶活性及
其脯氨酸含量
Ｆｉｇ．６　Ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐ５ＣＳ　ｅｎｚｙｍｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ
ｐｒｏｌｉｎｅ　ｉｎ　ｌｅａｖｅｓ　ｆｒｏｍ　ｔａｌ　ｆｅｓｃｕｅｓ
ＱＣ１，ＱＣ２ｎａｎｄ　ＱＣ２ｂ
注：同一指标不同大写字母表示差异极显著（Ｐ＜０．０１）。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃａｐｉｔａｌ　ｌｅｔｔｅｒｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｓｈｏｗ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ａｔ　０．０１ｌｅｖｅｌ．
０５５１
１０／２０１２ 草　业　科　学 （第２９卷１０期）
本研究克隆到的基因的确为Ｐ５ＣＳ基因并且结构完
整。
Ｐ５ＣＳ是谷氨酸合成脯氨酸的关键酶，酶活性
的高低直接影响植物脯氨酸的生成量。脯氨酸有助
于提高植物的抗逆性［１２－１３］。对豇豆（Ｖｉｇｎａ　ｕｎｇｕｉｃ－
ｕｌａｔａ）Ｐ５ＣＳ基因进行定点突变，使第１２９位氨基酸
从苯丙氨酸（Ｐｈｅｎｙｌａｎｌａｎｉｎｅ，Ｐｈｅ）突变为丙氨酸
（Ａｌａｎｉｎｅ，Ａｌａ），则Ｐ５ＣＳ的酶活性和脯氨酸合成量
上升［４］。对比３份高羊茅材料的Ｐ５ＣＳ氨基酸序
列，在谷氨酸激酶（Ｇ５Ｋ）功能区有６个氨基酸不同，
其中第３７、８５及１４２位氨基酸位于Ｐ５ＣＳ的第６８－
１７５位氨基酸区段，处于ＡＴＰ结合位点和亮氨酸结
构域的中间区域，位于Ｐ５ＣＳ完整蛋白的外表面。
ＡＴＰ结合位点主要结合 ＡＴＰ，亮氨酸结构域通过
拉链结构将Ｐ５ＣＳ两个功能区相接，以维持Ｐ５ＣＳ
蛋白三级结构的稳定［１４］。３份高羊茅材料Ｐ５ＣＳ蛋
白第３７、８５及１４２位氨基酸的变异导致这些位点所
带电荷发生了变化，３个变异位点正处于亮氨酸结
构域的周围，可能因此影响蛋白的三级结构，影响蛋
白的酶活性。研究证实，紫花苜蓿的抗逆性强于高
羊茅，脯氨酸含量也高于高羊茅［１５］。对比３份高羊
茅材料 ＱＣ１、ＱＣ２ｎ、ＱＣ２ｂ与紫花苜蓿Ｐ５ＣＳ蛋白
的第６８－１７５位氨基酸中带电荷极性氨基酸的数
量，紫花苜蓿带正电荷的氨基酸百分比明显高于本
研究中的３份高羊茅材料。结合３份高羊茅材料
Ｐ５ＣＳ酶活性及脯氨酸含量的测定结果，以及３份
高羊茅材料中 ＱＣ１的抗旱性最强等研究［１６］，推测
第６８－１７５位氨基酸区段正电荷氨基酸的数量增加
可能提高Ｐ５ＣＳ的酶活性，增加脯氨酸的合成量，增
强植物的抗旱能力；正电荷量下降／负电荷量增加则
可能降低Ｐ５ＣＳ的酶活性，减少脯氨酸的合成量，抗
旱能力也随之下降。另外从叶型上看，高羊茅ＱＣ１
的叶片最窄，ＱＣ２ｎ其次，ＱＣ２ｂ的叶片最宽。较窄的
叶片散热慢，蒸腾失水少［１７］，可能也是３份高羊茅抗
旱性差异的原因之一。这些研究结果可为转基因高
羊茅植株的定向突变提供理论依据，也有助于培育抗
逆性更强的高羊茅品种和植物抗逆机理等研究。
致谢：感谢贵州省草业研究所莫本田研究员提
供的帮助。
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ｔｈｅ　ｅｎｚｙｍｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｉｎ　ｔｈｒｅｅ　Ｆｅｓｔｕｃａ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ　ｆｒｏｍ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ
ＮＩＵ　Ｘｉ　１，ＲＡＮ　Ｘｕｅ－ｑｉｎ１，ＷＡＮＧ　Ｊｉａ－ｆｕ１，２，ＣＨＥＮ　Ｃｈａｏ１
（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ａｎｉｍａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５００２５，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｆｏｒ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｏｆ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５００２５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｙｒｒｏｌｉｎｅ－５－ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（Ｐ５ＣＳ）ｉｓ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｅｎｚｙｍｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｌｉｎｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｆｒｏｍ　ｇｌｕｔａ－
ｍａｔｅ．Ａｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｏｓｍｏｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｓｕｂｓｔａｎｃｅ　ｉｎ　ｐｌａｎｔｓ，ｐｒｏｌｉｎｅ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ　ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ　ｗｉｔｈ
ｔｈｅ　ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｌａｎｔｓ　ｔｏ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｓｔｒｅｓｓ．Ｓａｍｐｌｅｓ　ｗｅｒｅ　ｃｈｏｓｅｎ　ｆｒｏｍ　ｔｈｒｅｅ　ｔａｌ　ｆｅｓｃｕｅ（Ｆｅｓｔｕｃａ　ａｒｕｎｄｉｎａ－
ｃｅａ）ｐｌａｎｔｓ，Ｑｉａｎｃａｏ　Ｎｏ．１（ＱＣ１），Ｑｉａｎｃａｏ　Ｎｏ．２ｗｉｔｈ　ｎａｒｒｏｗ　ｌｅａｆ（ＱＣ２ｎ）ａｎｄ　ｂｒｏａｄ　ｌｅａｆ（ＱＣ２ｂ）．Ｔｈｅ
ｕｐｓｔｒｅａｍ　ａｎｄ　ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ　ｏｆ　Ｐ５ＣＳ　ｇｅｎｅｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｒｅｅ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｗｅｒｅ　ｃｌｏｎｅｄ　ｂｙ　ｒｅｖｅｒｓｅ　ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　ｐｏｌｙ－
ｍｅｒａｓｅ　ｃｈａｉｎ　ｒｅａｃｔｉｏｎ （ＲＴ－ＰＣＲ）ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｔｅ　Ｐ５ＣＳ　ｇｅｎｅｓ　ｏｆ　ＱＣ１，ＱＣ２ｎａｎｄ　ＱＣ２ｂｗｅｒｅ
ｓｐｌｉｃｅｄ　ｗｉｔｈ　ｏｐｅｎ　ｒｅａｄｉｎｇ　ｆｒａｍｅ　ｏｆ　２　１５１ｂｐ　ｉｎ　ｌｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｅｎｃｏｄｅｄ　Ｐ５ＣＳ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｄ　ｏｆ　７１７ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ
ｒｅｓｉｄｕｅｓ．Ｃｏｍｐａｒｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｋｎｏｗｎ　ｇｅｎｅｓ　ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　ｉｎ　ＧｅｎＢａｎｋ，ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ｈｏｍｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｐ５ＣＳ　ｇｅｎｅｓ　ｆｒｏｍ
ＱＣ１，ＱＣ２ｎａｎｄ　ＱＣ２ｂｗｉｔｈ　Ｐｕｃｃｉｎｅｌｌｉａ　ｃｈｉｎａｍｐｏｅｎｓｉｓ　ｉｓ　９４％．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｓｉｘ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄｓ
ｗｅｒｅ　ｆｏｕｎｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ｇｌｕ－５－ｋｉｎａｓｅ　ｄｏｍａｉｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｎｃｏｄｅｄ　Ｐ５ＣＳ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ａｍｏｎｇ　ＱＣ１，ＱＣ２ｎａｎｄ　ＱＣ２ｂｓａｍ－
ｐｌｅｓ，ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄｓ　ａｔ　ｓｉｔｅ　３７，８５ａｎｄ　１４２ｗｅｒｅ　ｃｈａｎｇｅｄ　ｆｒｏｍ　ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ　ｒｅｓｉｄｕｅｓ　ｉｎｔｏ　ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ
ｃｈａｒｇｅｄ　ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ　ｏｎｅｓ．Ｔｈｅ　ｅｎｚｙｍｅ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐ５ＣＳ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｌｉｎｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｌｅａｖｅｓ　ｉｎ　ｓａｍｐｌｅ　ＱＣ１
ｗｅｒｅ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ａｎｄ　ｔｈｏｓｅ　ｏｆ　ＱＣ２ｂｗｅｒｅ　ｔｈｅ　ｌｏｗｅｓｔ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄｓ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｉｎ
ｔｈｅ　Ｇｌｕ－５－ｋｉｎａｓｅ　ｄｏｍａｉｎ　ｏｆ　Ｐ５ＣＳ　ｍｉｇｈｔ　ｂｅ　ｐｉｖｏｔａｌ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｅｎｚｙｍｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ，ｐｒｏｌｉｎｅ　ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ
ｄｒｏｕｇｈｔ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｏｆ　Ｆ．ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｆｅｓｔｕｃａ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ；Ｐ５ＣＳｇｅｎｅ；ｅｎｚｙｍｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ；ｐｒｏｌｉｎｅ；ｄｒｏｕｇｈｔ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ：ＷＡＮＧ　Ｊｉａ－ｆｕ　Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｆｗａｎｇ＠ｇ
櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍
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殻
殻殻
殻
ｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
２０１２年第１０期《草业科学》审稿专家
曹翠玲　　陈先江　　高英志　　郭正刚　　韩国栋　　侯扶江　　胡小文　　黄晓东　　李东华
李建国　　李金花　　李彦忠　　梁天刚　　刘青林　　柳小妮　　刘志鹏　　马伟强　　毛培胜
孙　涛　　孙玉诚　　王成章　　王虎成　　王晓娟　　王赟文　　杨惠敏　　于应文　　袁明龙
张德罡　　张巨明　　张丽静　　曾彦军　　周青平　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
承蒙以上专家对《草业科学》期刊稿件的审阅，特此表示衷心的感谢！
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