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仁用杏属蔷薇科杏属,是以杏仁为主要产品的杏属果树的总称。然而,由于仁用杏花期常遇倒春寒等低温冻害,使得仁用杏产业的发展受到严重影响。因此,通过基因工程手段培育抗寒良种,已成为当务之急。本研究采用RT-PCR技术,以“围选1号”叶片的cDNA为模板,克隆仁用杏“围选1号”P5CS基因(WxP5CS)并进行生物信息学分析;通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术,分析WxP5CS基因的时空表达模式;构建真核表达载体并转化酵母细胞,分析转基因细胞在温度胁迫下的生长状况。主要结果如下:(1)成功克隆WxP5CS基因,生物信息学分析表明该基因ORF长2280bp共编码759个氨基酸,相对分子量为82227.09 Da,等电点为6.64。与GenBank中P5CS蛋白的同源性很高;保守结构域分析发现,该蛋白含有氨基酸激酶(AAK)超家族、γ-谷酰基磷酸还原酶(GPR)、NAD(P)+依赖酶的醛脱氢酶超家族(ALDH-SF)和AA_Kinase等超家族;跨膜结构域分析P5CS蛋白未发现跨膜结构域。(2)用Clustal 4.0软件对7个物种进行多序列比对,结果发现P5CS基因编码的蛋白氨基酸序列具有很高的相似性,可以推测P5CS蛋白的结构非常保守。用MEGA 6.0软件构建系统进化树,结果表明仁用杏“围选1号”与乌头叶大豆、番茄、美味猕猴桃、水稻的亲缘关系较近,而与拟南芥的亲缘关系较远。(3)对WxP5CS基因在不同器官中的表达模式和在低温条件下的表达模式分析发现,WxP5CS基因的表达量在不同器官有所不同,在花中最高,其余部位差异不大,表现出组织器官特异性;在低温胁迫下,随着时间的延长,“围选1号”与对照“龙王帽”呈现出不同的表达模式:前者呈持续上升趋势,后者呈先上升后下降趋势。(4)将重组质粒pYES2-WxP5CS转入酵母细胞中,分析酵母细胞在低温与高温下的生长情况,结果表明WxP5CS基因的表达增强了酵母的抗逆境胁迫能力。