杜氏盐藻 DsKASIII 基因的分离鉴定及其在氮胁迫下的表达分析

分离鉴定杜氏盐藻（ Dunaliella salina ）β-酮脂酰-ACP合酶Ⅲ（β-ketoacyl-ACP synthase Ⅲ， DsKASⅢ ）基因并解析其编码蛋白理化特征及功能。依据同源克隆，分离杜氏盐藻 DsKASⅢ 基因编码序列，采用生物信息学方法解析DsKASⅢ编码蛋白的理化特性及功能，qRT-PCR检测缺氮条件下 DsKASⅢ 的表达谱，并检测细胞总油脂和β-胡萝卜素含量的变化。结果表明，杜氏盐藻 KASⅢ 基因含有9个外显子，ORF为960 bp，编码蛋白为319 aa。DsKASⅢ蛋白理论等电点pI为6.21，分子量为33.3 kD。亚细胞定位预测DsKASⅢ蛋白呈镶嵌状锚定在叶绿体内膜上，这种构象有助于利用能量高效率催化生化反应。DsKASⅢ蛋白二级结构主要由α-螺旋（35.11%）、β片层（25.71%）和无规则卷曲（27.90%）组成。三维模拟显示，DsKASⅢ蛋白以同源二聚体形式发挥催化功能的。系统发育分析表明，DsKASⅢ蛋白与莱茵衣藻KASⅢ蛋白亲缘关系最近，暗示其可能有共同的进化来源。qRT-PCR分析揭示，氮胁迫培养条件下， DsKASⅢ 基因的表达显著升高，且在缺氮第3天时，表达量达峰值，比正常氮充足培养高1.1倍。氮胁迫培养的藻细胞总脂含量和β-胡萝卜素含量分别比正常氮充足培养的藻细胞提高49.05%和33.20%。氮胁迫能诱导 DsKASⅢ 基因的上调表达，进而促进杜氏盐藻细胞合成和积累高量油脂和β-胡萝卜素。研究为全面阐明氮胁迫条件下杜氏盐藻油脂及β-胡萝卜素合成及调控机制提供了科学依据。