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双孢蘑菇(Agaricus bisporus)多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)是一种含铜金属酶,能催化酚类物质氧化成醌,最终聚合形成黑色素,是双孢蘑菇采后发生褐变的关键酶。双孢蘑菇PPO基因家族共有六个成员,命名为AbPPO1～AbPPO6。为进一步探讨PPO基因的功能,采用生物信息学方法对PPO基因家族成员的基因结构,染色体分布,系统进化,启动子活性及在不同发育阶段的表达情况进行了分析。结果表明,AbPPO2, AbPPO3, AbPPO4, AbPPO5均位于3号染色体上,AbPPO1,AbPPO6则位于8号染色体;PPO基因家族成员外显子数量从2个到9个不等,基因编码长度为78～264个氨基酸的蛋白质,其中AbPPO3和AbPPO5的核苷酸和氨基酸序列相似程度最高,分别为79.32%和76.56%。双孢蘑菇PPO氨基酸序列含有两个高度保守的Cu结构域—CuA和CuB,序列特征为:HA1-x(n)-HA2-x(8)-HA3和HB1-x(3)-HB2-x(n)-HB3,是酶的催化活性中心,但是双孢蘑菇PPO氨基酸序列N端缺失植物中PPO共有的转运肽序列。选取植物和真菌的54条PPO氨基酸序列构建的系统进化树显示,植物和真菌的PPO处于不同的分支,它们的亲缘关系较远,双孢蘑菇中的AbPPO2,AbPPO3,AbPPO4,AbPPO5处于同一簇中,且具有相似的时空表达模式,推测它们有相似的生物学功能。经启动子预测软件PlantCARE分析表明,PPO基因启动子序列中含有多个响应植物激素ABA、MeJA、GA的顺式作用元件及与光诱导,逆境胁迫,冷刺激相关的作用元件。为探索启动子功能,克隆了AbPP03,AbPP04基因启动子,融合GUS基因,通过农杆菌介导的方法转入双孢蘑菇中。AbPPO3∷GUS转基因菌株在ABA、SA的诱导下,GUS基因均可被诱导表达。AbPPO4∷GUS菌株在SA处理下,GUS基因可被诱导表达,这表明AbPPO3、AbPPO4基因启动子为诱导型启动子,可以响应外源ABA、SA的诱导。进一步荧光定量分析表明,不同生长发育阶段和不同组织部位AbPPOs的表达存在明显差异。PPO基因家族的生物信息学和表达模式分析,为进一步探讨PPO基因功能奠定了基础。