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磷素是植物生长发育所必需的大量营养元素之一,当植物缺乏有效磷时将对其新陈代谢活动、产量和品质性状产生重要影响。酸性磷酸酶广泛存于在植物体中,它能够在弱酸环境下催化水解磷酸酯和磷酸酐为无机磷,满足植物对磷素的需要。紫色酸性磷酸酶(purple acid phosphatase,PAP)由于络氨酸与铁离子之间的电荷转移导致其发生由粉红色到紫色的变化,它构成了酸性磷酸酶家族中最大的成员,植物在受到磷饥饿胁迫刺激时,其分泌量将会增加,活化细胞外的有机磷转化为无机磷,供植物体对磷循环和利用。油菜是我国重要的油料作物之一,然而,它对磷匮乏非常敏感,因此,可以通过提高油菜对磷素的吸收和利用效率从而提高其产量和品质。生物信息学作为一门多学科相交叉的学科,已成为当今生命科学的重要组成部分之一,并广泛应用于生命科学研究的各个领域。利用生物信息学及各种生物数据库可以对生物学研究中产生的大量数据进行快捷地处理和分析预测。本研究利用甘蓝型油菜基因组测序工作的结果,对编号BnaA03g59200D与BnaC07g51090D蛋白进行blastp同源性比对,并构建进化树,然后进行相关的生物信息学分析,并与拟南芥AtPAP6进行比较,在此基础上,通过实时荧光定量PCR技术初步探讨甘蓝型油菜鼎油杂4号幼苗叶片(seedling leaves;SL)和根部(seedling roots;SR)中这两个基因响应磷饥饿诱导的表达分析以及获取它们之间的关联性。主要研究结论如下:1、通过blastp分别对这两个蛋白进行同源性比对,选取同源性较高的15条蛋白序列,其中与AtPAP6蛋白序列覆盖率达到98%,一致性为87%,同源性达到最高。然后利用MEGA6.06进行多序列比对并构建进化树发现这两个蛋白形成聚类,并与AtPAP6拥有共同节点,具有较近的亲缘关系。2、利用ProtParam预测蛋白的理化性质,发现AtPAP6、BnaA03g59200D和BnaC07g51090D蛋白分子量分别为52.83 KDa、52.19 KDa和52.21 KDa;等电点分别为6.39、6.22和6.22;不稳定系数分别为42.44、43.04和41.65,都表现不稳定。通过ProtScale预测蛋白的亲水性/疏水性,发现它们都为亲水性蛋白。3、通过SignalP 4.1 Server对蛋白进行信号肽预测,发现它们都含有一条信号肽。利用MultiLoc/TargetLoc预测蛋白的亚细胞定位,发现蛋白定位于溶酶体的可能系数最高,AtPAP6为0.88,这两个蛋白都为0.9。4、利用SOPMA对蛋白的二级结构进行预测,发现它们二级结构的主要结构元件都是无规卷曲和延伸链,其次是α螺旋和β转角。利用NetPhos 2.0 Server预测蛋白的磷酸化位点,发现AtPAP6有18个丝氨酸磷酸化位点、8个酪氨酸磷酸化位点和6个苏氨酸磷酸化位点,这两个蛋白分别都为19、10和7个。通过TMpred Server和COILS Server分别预测蛋白的跨膜结构及卷曲螺旋结构,发现它们都有两个跨膜结构;AtPAP6有9个螺旋卷曲结构,这两个蛋白都为8个。5、利用CDD预测蛋白的保守结构域,发现它们都含有7个金属离子绑定位点,都属于金属磷酸酯酶超家族。通过SWISS-MODEL预测蛋白的三级结构,发现它们具有相似的三维结构。利用PROSITE预测蛋白的功能位点,发现AtPAP6有6类特定的功能位点,这两个蛋白都具有5类。6、基于这两个蛋白与AtPAP6的生物信息学比较分析结果,通过实时荧光定量PCR技术初步探讨甘蓝型油菜鼎油杂4号对磷饥饿诱导0h、24h、2d、4d、6d以及磷饥饿诱导处理后恢复供磷3d的幼苗叶片(SL)和根部(SR)中这两个基因响应磷饥饿诱导的表达分析。结果表明,这两个基因在甘蓝型油菜幼苗叶片和根部中均有表达,并均受低磷胁迫诱导,在低磷胁迫诱导0h-6d期间表达量逐渐上升,胁迫6d后达到最高峰,恢复供应磷3d后,基因表达量降低至基础表达水平。这些结果表明在油菜中这两个基因可能与根外磷的吸收具有关联性并受低磷胁迫诱导。