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谷物天冬酰胺合成酶基因

Annals of Applied Biology ( IF 2.2 ) Pub Date : 2020-09-04 , DOI: 10.1111/aab.12632
Sarah Raffan 1 , Nigel G Halford 1
Affiliation  


天冬酰胺合成酶催化氨基从谷氨酰胺转移到天冬氨酸,形成谷氨酸和天冬酰胺。农作物中游离(非蛋白质)天冬酰胺的积累会对食品安全产生影响,因为游离天冬酰胺是丙烯酰胺的前体,丙烯酰胺是在高温烹饪和加工过程中形成的致癌污染物。在这里,我们回顾了早熟禾亚科物种的天冬酰胺合成酶基因的公开基因组数据,包括小麦科的面包小麦和相关小麦物种(小麦和山羊草)、大麦(Hordeum vulgare)和黑麦(Secale Greeke)。也来自早熟禾亚科:短足族的短足(Brachypodium Dystachion)。还包括更多样的物种,包括黍亚科的高粱 (Sorghum bicolor) 和玉米 (Zea mays),以及 Ehrhartoideae 亚科的水稻 (Oryza sativa)。小麦科物种的天冬酰胺合成酶基因家族每个基因组包含 5 个基因,这些基因被分配到四组:1、2、3(细分为 3.1 和 3.2)和 4。每个物种每组的每个基因组都有一个基因,除了一些面包小麦品种(基因组 AABBDD)和二粒小麦(Triticum dicoccoides;基因组 AABB)在 B 基因组中缺少第 2 组基因。这引发了对栽培面食小麦和面包小麦 B 基因组供体的祖先的疑问,表明产生六倍体面包小麦的杂交事件发生了不止一次。在系统发育分析中,其他物种的基因与小麦科基因聚类,但短柄草、高粱和玉米缺乏第2组基因,而水稻只有两个基因,一个第3组和一个第4组。 这意味着TaASN2是小麦籽粒中表达最高的天冬酰胺合成酶基因,在玉米、水稻、高粱或短柄草中没有对应的基因。提出了一种进化途径,其中一系列基因复制产生了现代小麦科物种中发现的五个基因。




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更新日期:2020-09-04
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