摘要：柠檬酸合酶(citratesynthase, CS)是细胞内多种重要代谢途径的关键酶。本研究采用生物信息学的方法，从NCBI网站上下载了7科21种植物的CS基因的CDS序列及其氨基酸序列，对其进行了比对并进一步同源性分析，构建了其系统发育树。我们的研究结果表明：在基于核苷酸及氨基酸的系统发育树中，亲缘关系较近的物种，例如来自同一科的物种包括十字花科、茄科、桑科的物种均很好地聚在了不同的分支，且支持率高。进一步，我们以十字花科为主基于其CDS序列构建了系统发育树，十字花科的物种很好地聚为一支，支持率为100%。我们的研究结果表明CS在高等植物中具有较高的同源性，尤其是在十字花科类群当中，这对于我们进一步研究拟南芥及其它十字花科物种的细胞内代谢途径具有一定的揭示意义。

 关键词：CS基因;  同源性分析;  系统发育树

The homology bioinformatics analysis of CS genes

Abstract: Citrate synthase (citratesynthase, CS) is a key enzyme of many important metabolic pathways in cells. Based on bioinformatics methods, we downloaded the DNA sequence and the amino acid sequence of the CS gene for 21 species which represented seven families from the NCBI website. After alignment and further homology analysis, the phylogenetic tree was constructed. Our results showed that: in the nucleotide-based and amino acid-based phylogenetic tree, a close phylogenetic of the species which had more closely relationships, such as species from the same family were formed a calde with high support, such as Cruciferae, Solanaceae, and Moraceae. Further, the CDS (Coding sequence) sequence-based phylogenetic tree were constructed, species of Cruciferae were formed a clade with the support value 100%. Our research suggested that the CS genes had a high homology in higher plants, especially in taxa Cruciferae, which would helpful for our further study of intracellular metabolic pathways in Arabidopsis and other Cruciferous species.

Key words: CSgene;  Homology analysis;   Phylogenetic tree

目    录

摘要 1

引言 2

1、材料和方法 2

1.1材料来源序列 2

1.2CS基因同源性分析所使用的软件及操作步骤 4

1.2.1拟南芥同源性分析软件及操作步骤 4

1.2.2拟南芥CS序列比对软件及操作步骤 5

1.2.3拟南芥CS系统发育树的构建软件及操作步骤 5

2、结果与分析 5

2.1 CS蛋白序列的同源性分析 7

2.1.1CS蛋白序列的同源搜索 7

2.1.2 CS蛋白序列的同源性比对 8

2.2 CS编码序列的同源性分析 10

2.2.1 CS编码序列的同源搜索 10

2.2.2 CS编码序列的同源性比对 10

3、讨论与结论 12

参考文献 13

致谢 14

柠檬酸合酶CS基因的同源性生物信息学分析

  引言

   世界上有将近十分之四的耕作土壤不同程度的受到酸雨的影响[1]。那么，酸雨作为一种常见的自然灾害，会使土壤酸化。危害具体表现为土壤中的铝会以离子型态进入到土壤溶液中，对植物产生重金属毒害，使植物不能良好的生长发育。现如今，铝毒已经成为一个世界性的限制酸性土壤上植物生长的主要难题。铝(Al)毒是酸性土壤限制作物产量的关键因素[2]。研究发现，植物根系分泌的有机酸可能是因为螯合铝离子，降低植物组织细胞对于铝的摄入量，从而增强植物对铝毒的抗性[3]。有机酸与铝毒抗性具有密切关系[4][5],在拟南芥[6]、燕麦和小麦[7]等物种中都有相关报道。进行铝毒处理后,不同植物以及同一植物的不同品种,分泌有机酸的种类(主要包括柠檬酸[9,10]、苹果酸[11]、琥珀酸和草酸等[8])与能力均有所不同[8]。由于在植物抗铝毒方面展现出的广阔前景，柠檬酸合酶已成为目前研究的热点[12,13]。