丙酮酸激酶(Pyruvate kinase, PK)主要催化磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸,是糖酵解途径中最后一步反应关键酶,是植物能量释放利用的关键步骤。有关PK家族基因的研究在拟南芥中已有一些报道,目前在水稻中尚未见系统的研究。本研究为了阐述该基因家族蛋白间的系统进化关系,采用生物信息学方法对水稻基因组RAP-DB数据库进行扫描,获得10个具有PK极保守区域(PK-PK-C)的基因,运用CLUSTALX程序进行氨基酸序列比对,并绘制系统进化树。结果表明该家族所有基因的氨基酸一致性为38.4%,系统进化树分析也暗示该家族4对旁系同源基因,具有较高的同源性；MEME程序分析表明该家族都具有完全保守的基序,这些基序排列次序基本相同。对该家族的基因的N端信号肽序列进行预测,其中4个PK定位于线粒体,5个定位于细胞质,1个存在于细胞核中。通过半定量RT-PCR方法分析水稻丙酮酸激酶家族10个基因在各器官(根、茎、叶、叶鞘、穗)的表达模式,结果表明,Os04g0677500、Os01g0660300、Os11g0148500、Os07g0181000和Os12g01457005个基因在各器官的表达量都很高,呈组成性表达；Os01g0276700、Os11g0216000和Os03g0672300则呈差异性表达,而Os10g0571200和Os03g0325000在各器官基本不表达,同时以各器官微阵列数据做对照。该家族10个基因表达情况的多样性可能是水稻在进化中适应不同生存环境而产生,暗示它们功能的多样性。本研究获得的初步结果为以后深入研究丙酮酸激酶的生物学功能提供一定的基础。