紫花苜蓿ADK 基因家族成员鉴定与分析

王仪明，雷艳芳，徐俊山，魏臻武，魏 佳，闵学阳

（1. 上海鼎赢农业有限公司, 上海 202178；2. 光明食品(集团)有限公司, 上海 200040；3. 扬州大学动物科学与技术学院, 江苏 扬州 225009）

腺苷酸代谢不仅是生命活动中初级代谢的重要组成部分，也是影响细胞代谢的主要因素之一。核酸代谢库前体分子单磷酸腺苷(adenosine monophosphate, AMP)是构成细胞核糖核酸的主要单核苷酸之一，AMP 的形成通常伴随着生物体内能量的释放。AMP、能量分子二磷酸腺苷(adenosine diphosphate, ADP)和糖类代谢库前体三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP) 3 种形式的比例决定了能量电荷比和碳水化合物代谢，进而直接影响植物的生长发育和对外界不良环境的适应性[1-2]。腺苷酸激酶(adenylate kinase, ADK, EC 2.7.4.3)是维持能量代谢和各种腺苷酸库大小平衡的单体磷酸转移酶，催化ATP + AMP ↔ 2ADP 的可逆转磷酸化反应[3-4]。在植物线粒体中，ADK 的活性将会显著影响细胞质和质体中游离态与结合态镁离子在腺苷酸库中的代谢平衡。

通常，ADK 蛋白由一个AMP 结构域，一个ATP结构域和一个相对保守的核心结构域(CORE)组成[5]。研究表明，ADK 在动植物中高度保守，其活性已在拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)、豌豆(Pisum sativum)、马铃薯(Solanum tuberosum)等植物中得到证实， 而ADK的亚细胞定位在不同植物中差异很大，如在细胞质、线粒体、细胞核、质体中等均有报道[6-10]。在拟南芥中，鉴定到一个重要的茎生长调控因子AAK6，T-DNA 插入纯合突变体(Salk_015281)与野生型植株相比，突变体茎的生长减缓[11]；拟南芥ADK(At2g37250)基因的T-DNA 插入纯合突变体，表现出氨基酸含量提高和根生长增强的特性[12]；另一项相关研究表明，拟南芥ADK(At5g47840)基因的T-DNA 插入纯合突变体，植株叶绿体完整性丧失，从而导致早期胚胎到幼苗发育过程中出现白化苗，表明ADK基因在拟南芥的生长发育过程中发挥重要调控作用[13]。……