全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 24 期 2014 年 12 月

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• 药材与资源 •
西洋参 PqGA2ox 基因的克隆与序列分析
孙同玉，祝 娟，孙 鹏，廖登群，李先恩，祁建军*
中国医学科学院 北京协和医学院药用植物研究所，北京 100193
摘 要：目的 克隆、分析西洋参 Panax quinquefolium 种子萌发过程的赤霉素 2-氧化酶（gibberellin 2-oxidase，GA2ox）基
因。方法 从前期由高通量测序得到 78 207 条 unigenes 基因的注释信息中挖掘出与赤霉素合成和分解代谢相关的基因序列，
得到 11 条 GA2ox 基因相关序列，通过序列比对分析确定 GA2ox 的转录本。根据选定的 unigene 序列设计引物，采用 PCR
方法扩增西洋参 GA2ox 的 cDNA 全长；利用生物信息学方法分析所得基因，并用实时荧光定量 PCR 技术进行表达分析。
结果 得到一条长度为 987 bp，编码 328 个氨基酸残基的西洋参 GA2ox 基因，命名为 PqGA2ox。生物信息学预测 PqGA2ox
蛋白不含跨膜区，不含信号肽，具有依赖于 2-酮戊二酸和 Fe2+的双加氧酶超家族的保守结构域。实时荧光定量 PCR 结果显
示在形态休眠中期和生理休眠中期的表达量低于其休眠起始期和解除休眠期。结论 首次获得西洋参种子 PqGA2ox 基因的
编码区序列，为进一步研究西洋参种子解除休眠的分子机制奠定基础。
关键词：西洋参；种子休眠；萌发；赤霉素 2-氧化酶；克隆；实时荧光定量 PCR
中图分类号：R282.12 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2014)24 - 3599 - 08
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.24.019
Cloning and sequence analysis of PqGA2ox gene in Panax quinquefolium
SUN Tong-yu, ZHU Juan, SUN Peng, LIAO Deng-qun, LI Xian-en, QI Jian-jun
Institute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College, Beijing
100193, China
Abstract: Objective To clone and analyze the gibberellin 2-oxidase (GA2ox) gene of Panax quinquefolium in seed germination.
Methods Gene sequences about gibberellins synthesis and catabolism were found out from annotation information of 78 207
unigenes obtained by high-throughput sequencing in the early study. Then one transcript coding GA2ox was obtained from 11 unigenes
related to GA2ox. Primers were designed according to selected sequence to get the full-length cDNA of P. quinquefolium using PCR
method. Predictive analysis and expression analysis of PqGA2ox were obtained by bioinformatics and real-time PCR. Results A
GA2ox gene containing 987 bp encoding 328 amino acids was cloned and named as PqGA2ox. Bioinformatics analysis showed that
PqGA2ox had no transmembrane domain or signal peptide, but had the 20G-Fell_Oxy conserved domains. The expression level of
PqGA2ox was lower in the metaphase of morphological dormancy and physiological dormancy than that in the intitial period and
release period based on real-time PCR analysis. Conclusion The PqGA2ox gene from the seeds of P. quinquefolium is cloned for the
first time, which will provide a foundation for the molecular mechanism of dormancy release of P. quinquefolium.
Key words: Panax quinquefolium L.; seed dormancy; germination; gibberellin 2-oxidase; cloning; real-time PCR

西洋参 Panax quinquefolium L. 为五加科人参
属多年生草本植物，以根入药，又称花旗参、美国
人参等。西洋参是名贵药材，自我国引种成功后，
目前在吉林、辽宁、黑龙江、山东、河北、山西、
陕西、安徽等地已大面积种植[1]。西洋参通过种子
繁殖，但其种子具有深度休眠特性，需要长时间的
层积处理完成形态后熟和生理后熟才可以萌发。因
此，研究西洋参种子休眠解除过程的机制就成为关
注的热点。
种子休眠是指一个完整的有活力的种子在
适合的条件下仍不能完成发芽的现象[2-3]。Baskin
将种子休眠分为 5 大类：生理休眠（physiological

收稿日期：2014-07-23
作者简介：孙同玉（1989—），女，河北唐山人，硕士研究生，从事药用植物生物技术研究。E-mail: kao20yan12@163.com
*通信作者 祁建军，男，博士，副研究员，硕士生导师，从事药用植物生物技术研究。E-mail: jjqi@implad.ac.cn
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dormancy，PD）、形态休眠（morphological dormancy，
MD）、形态生理休眠（morphophysiological dormancy，
MPD）、物理休眠（physical dormancy，PY）和综
合休眠（combinational，PY＋PD）[4-5]。西洋参种
子的休眠类型属于 MPD 型。种子休眠与萌发是高
等植物长期适应环境因素导致的复杂的适应性特
征[6]。种子休眠与萌发是由多种植物激素，如脱落
酸（ABA）、赤霉素（GA）、生长素、乙烯、油菜
素内酯调节。内源激素的浓度是由生物合成和失活
之间的平衡决定的，并用于调节生理反应[7]。ABA
是休眠诱导和最有可能维持休眠的一个正调节物，
但它是发芽的负调节物。GA 能够解除休眠，促进
发芽和抵消 ABA 的影响[8]。在生理休眠的种子，温
度和 GA 可以同时解除休眠和促进发芽[5,9]。GA 在
解除休眠和促进萌发中起了关键作用 [9]。GA20-
氧化酶（GA20ox）、GA3-氧化酶（GA3ox）和 GA2-
氧化酶（GA2ox）是参与植物 GA 合成与代谢的
关键酶[10]。GA20ox 和 GA3ox 参与 GA 合成，而
GA2ox 则参与 GA 的分解代谢[11-16]。GA2ox 可以使
具有活性的 GAs 失活，降低植物体内活性 GAs 的
量[17]，并能够抑制拟南芥 Arabidopsis thaliana (L.)
Heynh 种子下胚轴的伸长[18]。自 1999 年 Thomas 首
次从红花菜豆 Phaseolus coccineus L. 中克隆了
GA2ox 基因 [12]，拟南芥 Arabidopsis thaliana L.
GA2ox 基因已有 8 个序列被克隆出来[19-21]，水稻
Oryza sativa L. 中 10 个序列被克隆出来[14,22-24]，杨
树 Populus tremula L. [25]、辣椒 Capsicum annuum L.
CaGA2ox1[26]、高羊茅 Festuca arundinacea Schreb.
FaGA2ox[27]、“藤稔”葡萄 Vitis vinifera×V. labrusca
Linn. VvGA2ox1[28]、苹果 Malus domestica Borkh. 茎
尖组织 GA2ox[29]、棉花 Gossypium hirsutum L.
GhGA2ox2[10]等多个物种的植物中都有报道。
本实验室在前期的研究中通过高通量测序获得
西洋参种子78 207条unigenes序列，从这些unigenes
基因注释信息中挖掘出与 GA 合成与分解代谢相关
的基因序列，共得到 11 条 GA2ox 基因相关序列，
通过 Blastn 比对和 ORF Finder 确定 GA2ox 的
unigenes 序列；根据选定序列设计引物，采用
RT-PCR 方法扩增西洋参 GA2ox 的 cDNA 全长从中
发现了与 GA 相关的转录本。本实验对西洋参
GA2ox 的 cNDA 序列进行克隆、表达分析及生物信
息学分析，为阐明西洋参种子休眠解除和萌发过程
中 GA 的代谢途径奠定基础。
1 材料与试剂
1.1 材料
四年生西洋参种子、根、茎、叶，取自于中国
医学科学院北京协和医学院药用植物研究所试验
田。对西洋参阴干种子进行高温层积，裂口种子即
完成形态休眠的种子进行低温层积，不同休眠阶段
分别取样。用 75%乙醇清洗 3 次，蒸馏水清洗 3 次，
然后用吸水纸吸去水分，剥掉种皮，立刻冻存于液
氮中，−80 ℃冰箱中保存备用。大肠杆菌 DH5α 感
受态细胞购自天根生物公司。
1.2 试剂
植物多糖多酚核糖核酸（RNA）提取试剂盒购自
北京百泰克生物公司。PrimeScriptTM RT reagent Kit
with gDNA Eraser（Perfect Real Time）反转录试剂盒、
PrimeSTAR® HS（Premix）酶、pMD19-T vector、SYBR®
Premix Ex TaqTM（Tli RNase Plus）试剂盒均购自日本
宝生物公司。加 RT124 反应液、通用型 DNA 纯化回
收试剂盒（离心柱型）购自天根生物公司。本研究所
用引物均由生工生物工程（上海）股份有限公司北京
分部合成。其他试剂均为分析纯国产试剂。
2 方法
2.1 RNA 的提取和 cDNA 的合成
取西洋参不同部位（根、茎、叶），不同休眠
期种子样品，在液氮中研磨，按照植物多糖多酚
RNA 提取试剂盒操作步骤提取各样品总 RNA，利
用 NanoDrop 2000 进行定量测定，之后用 1.2%的
琼脂糖电泳检测其完整性。DNase I 处理去除提取
物中所含的 DNA。按照 PrimeScriptTM RT reagent
Kit 试剂盒操作说明将 RNA 反转录成第一链互补
链 DNA（cDNA）。
2.2 PqGA2ox 基因的克隆及序列测定
以西洋参生理休眠种子 cDNA 为模板，按照以
下体系对 PqGA2ox 基因进行扩增：cDNA 2.0 μL，
PrimeSTAR® HS（Premix）酶 12.5 μL，上下游引物
各 1 μL，超纯水 8.5 μL，终体积 25 μL。反应程序：
94 ℃预变性 3 min，之后进行 30 个循环，98 ℃、
10 s，58 ℃、30 s，72 ℃、90 s，循环结束后 72 ℃
5 min 延伸反应，4 ℃保温。1.2%琼脂糖凝胶电泳
检测 PCR 产物，对扩增所得目的片段进行切胶回
收。PCR 反应引物为 F-ATGGTAGTCTTGCCCAA-
GCCAACAA，R-TCATGAGGCTGCAATTTTCTCA-
AAG。
将回收产物连接到 pMD19-T 载体，转化大肠
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杆菌（DH5α 菌株），在含有氨苄的 LB 平板上进行
培养，挑取阳性克隆经菌落 PCR 扩增和电泳检测后
送生工生物工程（上海）股份有限公司。
2.3 PqGA2ox 生物信息学分析
按相关软件（表 1）对 PqGA2ox 基因编码蛋白
进行理化性质、结构域、二级结构、分泌蛋白、定
位信号、跨膜区和疏水性预测和分析，并建立该蛋
白的三维模型。利用美国国立生物技术信息中心
（NCBI）的蛋白质序列数据库，通过 DNAman 氨基
酸序列比对并绘制系统进化树。
表 1 生物信息学分析软件
Table 1 Bioinformatic analysis software
作用 软件 网址
理化性质 ExPASy Protparam http://www.expasy.ch/tools/protparam.html
InterProScan http://www.ebi.ac.uk/Tools/pfa/iprscan/ 蛋白质结构域
NCBI conserved domains http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.cgi
二级结构 SOPMA http://npsa-pbil.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?page=npsa_sop ma.html
分泌蛋白 Signal P4.0 Server http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/
跨膜区 TMHMM Server http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/
定位信号 WOLF PSORT http://wolfpsort.org/
疏水性 ExPASy ProScale http://web.expasy.org/protscale/
三维建模 SWISS-MODEL http://swissmodel.expasy.org/
氨基酸序列比对 NCBI http://www.ncbi.nlm.nih.gov/

2.4 PqGA2ox 基因在不同组织的特异性表达分析
为了检测 PqGA2ox 基因在种子休眠的各个时
期和西洋参根、茎、叶中的表达情况，以西洋参肌
动 蛋 白 （ Actin ） 基 因 为 内 参 基 因 （ Actin-F
AACCAGCCAGGTGCGACA，Actin-R CGAAGGG-
CCGGACTCAT），利用 qRT-PCR 技术进行扩增。
反应体系：SYBR®Premix Ex TaqTM 10 μL，正反向
引物各 0.8 μL（F-TTCACAGCACAACTGAGGTT；
R-AGAGTATTGGTCGTAACGGC），cDNA 模板 1.5
μL，超纯水 6.9 μL，终体积 20 μL。扩增程序如下：
95 ℃、30 s，以下 40 个循环：95 ℃、10 s，58 ℃、
20 s，72 ℃、20 s，循环结束后 60 ℃→95 ℃、30
s。实验做 2 个生物学重复和 3 个技术重复，用
Bio-RAD CFX-96 系统自带软件进行分析。
3 结果与分析
3.1 西洋参种子 PqGA2ox 基因的克隆
通过搜索西洋参种子高通量测序的转录组数据，
找到11条与GA2ox相关的unigene，其中unigene12642
全长 1 322 bp 的转录本被注释为 GA2-氧化酶，详细
信 息 见 表 2 。 通 过 NCBI 的 ORF Finder
（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf/gorf.html）分析，发
现该转录本具有一个完整的开放阅读框（open
readingframe，ORF），通过 Blastp 比对发现该开放
阅读框与野生烟草 Nicotiana attenuate L. 的 GA2ox
表 2 与 GA2ox 相关的 11 条 unigene
Table 2 Eleven unigenes related to GA2ox
基因 长度 / bp 注 释
unigene391 231 gibberellin 2-oxidase (Solanum lycopersicum)
unigene503 479 gibberellin 2-oxidase 1(Nicotiana tabacum)
unigene3243 524 gibberellin 2-β-dioxygenase (Ectocarpus
siliculosus)
unigene12642 1 322 gibberellin 2-oxidase (Populus trichocarpa)
unigene12643 1 222 gibberellin 2-oxidase (Nicotiana plumbaginifolia)
unigene13157 738 gibberellin 2-oxidase 1 (Nicotiana sylvestris)
unigene43376 264 gibberellin 2-β-dioxygenase 7 (Zea mays)
unigene43992 191 gibberellin 2-β-dioxygenase 8 (Arabidopsis
thaliana)
unigene46625 601 gibberellin 2-oxidase (Vigna angularis)
unigene48244 196 gibberellin 2-oxidase (Triticum aestivum)
unigene21378 302 gibberellin 2-oxidase (Nicotiana plumbaginifolia )

（AFA35957.1）氨基酸序列相似性为 78%。根据
ORF 序列设计引物（ F-ATGGTAGTCTTGCC-
CAAGCCAACAA，R-TCATGAGGCTGCAATTTT-
CTCAAAG），以西洋参生理休眠期种子 RNA 反转
录得到的 cDNA 为模板，利用 PCR 技术得到一条
长度为 987 bp 的序列，对所扩增基因命名为
PqGA2ox，并将该核酸序列提交到 NCBI，获得
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GenBank 登 录 号 为 KJ802836 ， 该 序 列 与
unigene12642 相似性 99.19%，证明前期高通量测
序拼接准确（图 1）。


图 1 PqGA2ox 基因的克隆
Fig. 1 Cloning of PqGA2ox gene
3.2 PqGA20ox 基因编码蛋白特性分析
3.2.1 理化性质分析 利用 ExPASy Proteomics
Server 的在线软件 Protparam 预测 PqGA2ox 编码蛋
白的理化性质。PqGA2ox 编码蛋白由 328 氨基酸
编码，分子式 C1658H2567N429O492S14，总原子数 5 160。
相对分子质量 36 831.0，理论等电点 5.31，带正电
残基（Asp＋Glu）42，带负电残基（Asp＋Lys）
34。不稳定系数 45.04，表示 PqGA2ox 编码蛋白
不稳定。脂肪系数 84.12，亲水系数−0.239。
3.2.2 PqGA2ox 二级结构分析及结构预测 采
用 SOPMA 预测 PqGA2ox 的二级结构，结果表明
PqGA2ox 编码蛋白二级结构中 α-螺旋占 32.01%、
延伸链占 16.77%、β-折叠占 4.88%、无规则卷曲占
46.34%。InterProScan 和 conserved domains 的结构
域结果表明，有 2 个比较保守的结构域，分别是异
青霉素 N 合成酶（isopenicillin N synthase-like，
IPR027443 ）及其相关的双加氧酶（ non-heam
dioxygenase N-terminal domain ， DIOX-N ，
IPR026992）的保守结构域和依赖于 2-酮戊二酸和
Fe2+的双加氧酶超家族（oxoglutarate/iron-dependent
dioxygenase，20G-Fell_Oxy，IPR005123）保守结构
域。以上结构域分别位于 12～319、23～112和 171～
275 位氨基酸残基之间。利用 ExPASy 的 Prosite 分
析 PqGA2ox 的功能位点，结果表明，保守功能域为
Fe2+结合域，该保守域由第 198 位和 256 位的组氨
酸 His 残基，第 200 位的一个酸性氨基酸天冬氨酸
Asp 残基组成（图 2）。

图 2 ExPASy 分析 PqGA2ox 功能位点
Fig. 2 Functional site analysis of PqGA2ox with ExPASy
3.2.3 PqGA2ox 蛋 白 三 维 结 构 建 模 在
SWISS-MODEL 依据保守结构域作图工具中，以拟
南芥花青素合成酶（PBD NO.：1gp4.1.A）为模板，
对 PqGA2ox 编码蛋白进行三维结构建模（图 3）。
拟南芥花青素合成酶属于 20G-Fell_Oxy 家族和
DIOX-N 家族，相似性 27.97%，因此以其为模板。
3.2.4 蛋白疏水性分析 利用 ExPASy ProtScale 程
序对西洋参 PqGA2ox 编码的蛋白做疏水性预测，结
果显示该蛋白的疏水性最大值 1.733，最小值−2.233。
从图 4 可以看出，PqGA2ox 编码蛋白的疏水性区域与
亲水性区域交替出现，没有典型的疏水性区域。

图 3 PqGA2ox 蛋白三维模型
Fig. 3 Three-dimensional model for PqGA2ox protein

图 4 PqGA2ox 氨基酸序列疏水性分析
Fig. 4 Hydrophobicity analysis of PqGA2ox amino acid sequence
3.2.5 PqGA2ox 跨膜区、信号肽、亚细胞定位预测
分析 利用 TMHMM 预测 PqGA2ox 编码蛋白的跨
膜区，结果显示该蛋白不具有跨膜区（图 5），与其
疏水性分析结果一致。利用 SignalP4.1Server 预测
PqGA2ox 蛋白不具有信号肽，预示该蛋白不可能在
细胞中发生移动，与跨膜区分析相吻合。利用在线
工具 WOLF PSORT 预测该蛋白的亚细胞定位情况
PqGA2ox Marker
2 000 bp
1 000 bp
750 bp
0 50 100 150 200 250 300
位点 / bp
2.0
1.5
1.0
0.5
0
−0.5
−1.0
−1.5
−2.0
得
分

USERSEQ1 (328aa)
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图 5 预测 PqGA2ox 蛋白的跨膜区
Fig. 5 Predicted transmembrane domain of PqGA2ox protein
如下：细胞质的定位系数为 9.0，细胞核的定位系数
为 4.0。因此，该蛋白最可能定位于细胞质和细胞核。
3.3 PqGA2ox 编码氨基酸序列相似性和功能分析
在 NCBI 上进行 Blastn 分析，发现西洋参
PqGA2ox 核苷酸序列与矮牵牛 Petunia hybrid Vilm.
（GU059939.2、JQ323102.1）、茶花 Camellia lipoens L.
（KJ502289.1、KJ502290.1）的基因序列相似性分别
是 81%、80%、81%、80%。由 PqGA2ox 推导的氨
基 酸 序 列 进 行 Blastp 分 析 ， 与 野 生 烟 草
（AFA35957.1）GA2ox 蛋白的氨基酸序列的序列相似
性最高为 78%，与矮牵牛（ACY01189.1）77%，毛
白杨Populus tomentosa Carr.（AFP58845.1）75%，皱
叶烟草Nicotiana plumbaginifolia Viv.（CAR92132.1）
75%，黄瓜 Cucumis sativus Linn.（CCD28485.1）74%，
番茄 Solanum lycopersicum Mill.（ABO27633.1）74%，
笋瓜 Cucurbita maxima Duch.（CAC83090.1）73%，
葡萄（AFJ05044.1）72%，白梨 Pyrus bretschneideri
Rehd.（AHM26650.1）71%，苹果（ACT99992.1）
71%，拟南芥（AAM62763.1）58%。
GA2ox 是 GA 代谢途径中的双加氧酶，以 2-酮戊
二酸作底物，西洋参 PqGA2ox 蛋白含有与其他植物
共有的保守结合氨基酸位点，即与 2-酮戊二酸结合的
1 个 R 残基和 1 个 S 残基，分别位于 226 位和 228 位；
与 Fe2＋结合的 2 个 H 残基和 1 个 D 残基（图 6）。
3.4 PqGA2ox 编码蛋白的系统进化树
为了分析 PqGA2ox 编码蛋白的进化情况，从
NCBI 的 Nr 数据库中选取了 13 条 GA2ox 序列，利
用 MEGA 6.06 中的 neighbor-joinging（NJ）法构建
系 统 进 化 树 。 这 些 序 列 包 括 野 生 烟 草
（AFA35957.1）、矮牵牛（ACY01189.1）、毛白杨
（AFP58845.1）、黄瓜（CCD28485.1）、拟南芥
（ AAM62763.1 ）、 葡 萄 （ AFJ05044.1 ）、 苹 果
（ACT99992.1）、欧洲夹竹桃 Nerium oleander L.
（AAT72916.1）、日本粳稻Oryza sativa L. subsp. Kato.
（ BAC16752.1 ）、 桑 Morus notabilis L.
（ EXC29353.1 ）、夏堇 Torenia fournieri Linden.
（ BAJ65444.1 ）、 小 麦 Triticum aestivum L.
（ AEA30113.1 ） 、 玉 米 Zea mays L.
（NP_001152057.1）。进化树如图 7 所示，PqGA2ox
与野生烟草、矮牵牛的亲缘关系较近，和氨基酸序
列 Blastp 分析结果一致。
3.5 PqGA2ox 基因的组织特异性表达分析
利用实时定量 PCR 方法对 PqGA2ox 进行基因
组织表达分析，材料包括根、茎、叶、浸水种子即
形态休眠起始期（S1）、形态休眠期中期的种子
（S2）、解除形态休眠种子即裂口种子（S3）、低温
处理 24 h 种子即生理休眠起始期种子（S4）、生理
休眠期中期的种子（S5）、解除休眠的胚乳（En）、
胚（Em）。结果表明：PqGA2ox 在西洋参不同器官
和休眠不同阶段存在差异表达，在茎中表达丰度最
高，高于根和叶中；在 S1 和 S3 表达量高于 S2；
S4 和 Em 表达量高于 S5；在 Em 中表达高于 En
中（图 8）。
4 讨论
西洋参种子休眠属于 MPD 型休眠，解除休眠
的过程十分漫长，需要经过 20 ℃的高温层积 6 个
月左右来完成胚的发育即解除形态休眠，之后还要
经过 4 ℃的低温层积来解除生理休眠。之前的研究
主要集中在层积最适温度的研究[30-31]、休眠种子的
发育特点[32]、不同激素处理对西洋参种子休眠的影
响[33-34]和西洋参各部位抑制物质[35-37]、激素[38]的研
究，但对西洋参种子休眠内在机制的研究鲜见报道。
本研究针对西洋参种子休眠的研究现状，首次克隆
出西洋参种子休眠解除过程中 GA 的分解代谢关键
基因 PqGA2ox，并获得 GenBank 登陆号 KJ802836。
通过生物信息学分析了 PqGA2ox 基因的二级结构、
三级结构等基本特性，最后通过 RT-PCR 方法检测休
眠解除过程中各时期种子的相对表达量，发现
PqGA2ox 基因在形态休眠期中期的种子 S2 表达低
于浸水 24 h 种子 S1 和解除形态休眠期的种子 S3，
而且在生理休眠期呈现同样的表达规律，即在生理
休眠期中期的种子 S5 低于生理休眠起始期 S4 和解
除休眠的胚Em中的表达表达。GA2ox能够导致GAs
失活和活性 GAs 量降低，PqGA2ox 基因在两个休眠
起始期 S1、S4 期表达量高说明 PqGA2ox 基因在休
眠的起始期高表达，活性 GAs 的量较低，之后
PqGA2ox 基因表达量降低，说明活性 GAs 量上升，
0 50 100 150 200 250 300
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
可
能
性
/
%

位点 / bp
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#与 Fe2＋结合的氨基酸 *与 2-酮戊二酸结合的氨基酸
#Fe2＋-binding amino acid *2-oxoglutarate-binding amino acid
图 6 PqGA2ox 与其他物种氨基酸序列相似性比较
Fig. 6 Similarity comparison on amino acid sequences of PqGA2ox with those of other species

图 7 PqGA2ox 的进化分析
Fig. 7 Phylogenetic analysis of PqGA2ox

Ro-根 St-茎 Le-叶 S1-浸水种子即形态休眠起始期种子 S2-
形态休眠期中期种子 S3-解除形态休眠的种子 S4-低温处理种
子即生理休眠起始期种子 S5-生理休眠期中期的种子 En-解除
休眠的胚乳 Em-解除休眠的胚
Ro-root St-stem Le-leaf S1-soaking seed as onset dates of
morphological dormancy S2-seed in mid-term of morphological
dormancy S3-seed of morphological dormancy release
S4-hypothermia treatment seed as onset date of physiological dormancy
S5-seed in mid-term of physiological dormancy En-endosperm of
dormancy release Em-embryo of dormancy release
图 8 荧光定量检测 PqGA2ox 基因的表达
Fig. 8 Expression analysis of PqGA2ox using RT-PCR
毛白杨
黄瓜
葡萄
苹果
西洋参
野生烟草
矮牵牛
夏堇
夹竹桃
桑
拟南芥
粳稻
小麦
玉米
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
相
对
表
达
量

Ro St Le S1 S2 S3 S4 S5 En Em
AFJ05044.1
CAC83090.1
PqGA2ox
AFA35957.1
CAR92132.1
ACY01189.1
ABO27633.1
CCD28485.1
AHM26650.1
AFP58845.1
AAM62763.1
ACT99992.1
相同基因

AFJ05044.1
CAC83090.1
PqGA2ox
AFA35957.1
CAR92132.1
ACY01189.1
ABO27633.1
CCD28485.1
AHM26650.1
AFP58845.1
AAM62763.1
ACT99992.1
相同基因

AFJ05044.1
CAC83090.1
PqGA2ox
AFA35957.1
CAR92132.1
ACY01189.1
ABO27633.1
CCD28485.1
AHM26650.1
AFP58845.1
AAM62763.1
ACT99992.1
相同基因

AFJ05044.1
CAC83090.1
PqGA2ox
AFA35957.1
CAR92132.1
ACY01189.1
ABO27633.1
CCD28485.1
AHM26650.1
AFP58845.1
AAM62763.1
ACT99992.1
相同基因
89
77
85
76
89
77
76
77
90
89
79
90


179
167
175
166
179
167
166
167
180
179
169
180


265
253
259
252
265
252
254
253
269
265
257
269


332
321
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中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 24 期 2014 年 12 月

·3605·
推测 GA 在形态、生理休眠中期 S2、S5 中期解除
休眠促进萌发中发挥作用显著。
本研究结果不仅为分析 PqGA2ox 基因的分子
功能提供依据，而且为西洋参种子休眠除与萌发机
制的研究提供基础。PqGA2ox 基因是 GAs 中的一
员，目前已发现 100 多种 GA 分子，但仅有少数具
有生物学活性[39]，为进一步研究 GAs 在种子休眠与
萌发中的作用，在后续研究中需要克隆西洋参 GAs
基因家族的其他成员，分析各成员间表达是否存在
规律。
参考文献
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