SABATH甲基转移酶(SABATHMTs)是植物体内以S-腺苷蛋氨酸(S-adenosyladenyl-L-methionine,SAM)作为甲基供体,催化一些小分子代谢物甲基化的酶。甲基基团转移到受体分子的C、0、N或S等原子上,形成相应的甲酯化产物以及S-腺苷同型半胱氨酸(S-adenosyl-L-homocysteine,SAH)。SABATH甲基转移酶的底物和产物在高等植物的发育过程中起着重要作用,参与植物的生长、防御、传播和授粉。该研究以日本落叶松为研究材料,探究裸子植物SABATHMTs基因家族成员的进化关系和功能分化机制。通过搜索基因序列鉴定、系统发育分析、基因克隆、诱导蛋白质表达纯化和酶活测定等研究方式对落叶松SABATH基因家族进行了分子进化、基因表达、蛋白催化活性等方面的分析,获得以下结果:(1)本研究在落叶松的基因组中共鉴定出42个SABATH基因,与被子植物拟南芥、水稻和毛果杨以及裸子植物白皮松相比,落叶松SABATH基因家族发生了基因扩张。(2)42个SABATH基因的基因结构发生了分化。通过保守结构域预测,落叶松42个基因都具有典型的SABATH结构域Methyltransf＿7,蛋白质一级结构序列分析也发现大部分蛋白都具有与SAM结合的保守位点。基因结构分析发现,不同亚家族之间以及同一个亚家族内部的一些基因具有不同的基因结构。(3)推测相比于裸子植物,SABATH在被子植物中是较早存在的。陆地植物系统发育分析发现,SABATH基因被分为7个亚类(CladeⅠ-Ⅲ,ClassⅠ-Ⅴ),有两个亚类是仅包含被子植物的,且距离落叶松亲缘关系较远。(4)同一亚家族内部,不同亚家族之间对底物的催化活性相差很大,说明落叶松SABATH基因家族成员之间存在着明显的功能分化。通过对成功诱导出18个可溶性表达的重组蛋白纯化后,活性测定发现,La SABATH30对IAA表现出明显的活性,有9个La SABATH蛋白对可可碱表现出活性,所有的蛋白都对硫代苯甲酸有活性,并且不同的蛋白有不同的底物特异性。综合基因序列鉴定、基因结构、系统发育、组织表达模式、蛋白质的表达与活性测定等数据,对落叶松SABATH甲基转移酶基因家族成员的分子进化和功能分化进行初步探究,为进一步研究裸子植物SABATH家族的功能提供了参考。