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摘要
目的 在从全基因组层面对汉麻Cannabis sativa聚酮合酶（polyketide synthases,PKSs）基因家族进行鉴定和功能分析，为解析汉麻次生代谢产物的合成与积累奠定理论基础。方法 基于已发布的高质量汉麻基因组，利用生物信息学工具对汉麻PKS基因家族进行鉴定并对其物化性质、基因结构、蛋白构象以及表达模式进行分析，利用Alphafold算法对关键PKS蛋白结构进行预测。结果 共鉴定出9个汉麻PKSs(CsPKS1～CsPKS9)，分布在5条染色体上。通过对汉麻和其他物种PKS的系统发育分析，CsPKSs主要被分为3组：group1包括Cs PKS2～CsPKS4与花药特异性CHS样酶（anther specific chalcone synthase-like,ASCL）同源；group2含有CsPKS1和CsPKS5～CsPKS8为类CHS超家族（chalcone synthase like,CHSL）与苯戊酮合酶（valerophenone synthase,VPS）和茋类合酶（stilbene synthase,STS）等关系较密切；group 3仅含有CsPKS9，为查耳酮合成酶（chalcone synthase,CHS）参与类黄酮的合成。其中，CsPKS1和CsPKS7串联重复，是汉麻中酚萜类化合物合成通路中的橄榄醇合成酶（olivetolsynthases,OLS）。此外，CsPKS5和CsPKS8可能参与汉麻茋类化合物的生物合成。CsCHS的功能在进化中相对保守，而CHS-like的CsPKS的功能出现了分化。通过对汉麻不同组织部位和不同品种腺毛的RNA-seq数据分析，汉麻PKSs基因的表达存在组织特异性，尤其与酚萜类、类黄酮、茋类次生代谢产物密切相关的基因在雌花和苞片中特异性表达。结论 为深入研究汉麻PKS基因家族的功能提供了方向，为进一步阐明汉麻中萜酚类化合物的生物合成机制和CsPKSs在汉麻中的生理功能奠定基础，并对开发新聚酮化合物药用资源提供理论基础。
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