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  • 大豆膨胀素基因GmEXPB5 和GmEXPB7 生物信息学及表达分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2024-04-17 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 膨胀素(expansin,EXP)通过调控细胞壁的松弛在植物应对环境胁迫过程中起着 重要作用。为研究EXP 基因在大豆应对非生物胁迫过程中的作用,对大豆中的两个EXP 基 因(GmEXPB5 和GmEXPB7)及其蛋白序列进行生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR (qRT-PCR)检测基因表达量。结果表明:(1) GmEXPB5 和GmEXPB7 分别位于大豆第10 和12 号染色体上,编码的蛋白序列长度分别为272 和267 个氨基酸。GmEXPB5 蛋白分子 量为29.07 kD,理论等电点为7.51;GmEXPB7 蛋白分子量为29.09 kD,理论等电点为8.66。 GmEXPB5 和GmEXPB7 均为稳定的亲水蛋白且定位于细胞壁中。GmEXPB5 和GmEXPB7 蛋白均含有一段信号肽序列和一个保守的DPBB_1 结构域。(2) GmEXPB5 蛋白与鹰嘴豆 CaEXPB15 蛋白亲缘关系最近,GmEXPB7 蛋白与密花豆、赤豆和豇豆的EXPB3 蛋白有着 较近的亲缘关系。(3) GmEXPB5 和GmEXPB7 在大豆根、茎和叶中均表达且它们在根和叶中 的表达量均显著高于茎中的表达量。(4) GmEXPB5 和GmEXPB7 在大豆幼苗中可以响应盐、 干旱和低温胁迫。(5) GmEXPB5 启动子区域含有两种与逆境相关的顺式作用元件(ABRE 和 ARE);GmEXPB7 启动子区域含有五种与逆境相关的顺式作用元件(ABRE、ARE、 CGTCA-motif、TC-rich repeats 和MBS)。上述结果表明,GmEXPB5 和GmEXPB7 能够参 与大豆对非生物胁迫的应答。

  • 地黄酰基转移酶WSD 基因的鉴定与表达分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2023-10-22 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 植物蜡酯合成酶催化长链醇和长链脂肪酸合成蜡酯,对植物蜡质合成及其抗旱、抗致病菌袭击和 紫外辐射、抗寒和昆虫侵害等环境胁迫具有非常重要的作用;镉是环境中含量最高的有毒重金属之一,严 重威胁植物生长发育、质量、产量和食用安全。为研究地黄蜡酯合成酶基因镉胁迫表达,该文从地黄全长 转录组测序数据中鉴定其成员,并用生物信息学技术与qRT-PCR 对其编码蛋白质的理化性质、系统进化和 保守结构域及其组织表达与镉胁迫表达进行分析。结果表明:(1)鉴定出两个蜡酯合成酶基因RgOATWSD1 与RgOATWSD2;其编码蛋白质的的长度、理论等电点和相对分子量依次为463 aa 与473 aa、8.86 与9.34、 51.31 kD 与52.49 kD,均为不稳定蛋白。(2)均具有acyl_WS_DGAT 保守域与DUF1289 超家族,前者占其 氨基酸序列的92.65%~94.50%。(3)均定位于内质网中,二级结构以无规卷曲与螺旋为主;RgOATWSD1 为跨膜蛋白,而RgOATWSD2 不是。(4)均在地黄根、茎与叶中差异表达。(5)其表达均受镉胁迫诱导,但 其表达变化趋势不同。该研究鉴定了两个镉胁迫应答反应的蜡酯合成酶基因,为地黄RgOATWSD 的镉 胁迫表达及功能研究奠定了基础。

  • 马铃薯低氮肥胁迫响应TCP 转录因子的鉴定与分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2022-08-05 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: TCP转录因子是植物特有的一类转录因子,参与植物生物学过程的多个方面。为研究马铃薯 TCP转录因子在响应低氮肥胁迫中的作用,该文以氮肥供应不足(0.05 mmolL-1)和氮肥供应充足 (7.5 mmolL-1)条件下的马铃薯根和叶片构建了4个转录组学文库进行测序,并对差异表达的TCP转 录因子进行分析。结果表明:(1)4个转录组文库共鉴定TCP转录因子24个,主要分布在2号、3号和6 号染色体上。(2)结构域分析表明,24个TCP 转录因子均具有典型的basic-Helix-Loop-Helix结构域。 (3)系统进化分析表明,马铃薯与拟南芥TCP蛋白可聚集于一起,分属于10个亚类。(4)转录组测序 结果表明,在低氮肥胁迫下,大多数TCP转录因子被抑制表达,有3个TCP转录因子在根中显著性差异 表达,5个TCP转录因子在叶中特异性表达。(5)根据GO功能分析和马铃薯TCP转录因子与拟南芥TCP 转录因子的亲缘关系分析,推测这些TCP转录因子参与了马铃薯对低氮肥胁迫的响应。该文为进一步 研究马铃薯与其他粮食作物TCP转录因子响应低氮肥胁迫的分子功能奠定了基础。

  • 多刺绿绒蒿 WD40 基因家族的鉴定及

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2021-11-04 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: WD40 转录因子家族广泛参与调节植物生长、发育、次生代谢物积累和环境适应等过程。为了探究􀀁WD40 家族在多刺绿绒蒿生长、发育和次生代谢物积累以及抗逆方面的作用,本研究基于多刺绿绒蒿全长转录组测序数据,鉴定了所有􀀁WD40 基因,并对这些基因及其编码的蛋白进行了生物信息学分析。结果表明:共鉴定到􀀁19 个􀀁WD40 基因,编码的蛋白均具有􀀁WD40 结构域,氨基酸数目􀀁109~758 aa,分子量为11 830~84 130 Da,预测大多数蛋白定位在细胞核中且都为亲水性蛋白;系统进化树分析表明多刺绿绒蒿与罂粟、博落回亲缘关系较近;WD40 基因启动子区域均存在数量不等的激素或逆境响应元件,表明该家族基因可能参与生长、发育和次生代谢物积累等多种生物学进程的调节;蛋白三级结构显示这些蛋白在进化过程中发生了不同程度的进化。这些结果可为深入研究多刺绿绒蒿􀀁WD40 基因家族在其响应逆境胁迫和次生代谢物积累等方面的具体机制提供前期基础。

  • 谷子 PAL 基因家族全基因组的鉴定和表达分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2021-07-20 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 苯丙氨酸解氢酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)基因家族参与苯丙烷类代谢过程,通过调控植物抗病次生物质的合成在植物抗逆反应中发挥重要作用。为明确谷子 PAL 基因家族在逆境胁迫下的表达规律,该文利用生物信息学方法对谷子 PAL 基因家族进行鉴定和表达分析。结果表明:谷子具有 11 个PAL 基因,在进化树中可分为 3 个亚家族,SiPAL7 独自进化为一支。通过构建蛋白结构域发现 PAL 基因家族成员均含有保守的 PAL 结构域。启动子分析显示,PAL 基因含有应答激素、逆境胁迫等多种因子的顺式作用元件,说明 PAL 基因广泛参与不同生物学调控过程。qRT-PCR 结果显示,谷子 PAL 家族基因多为诱导型表达,不同光照条件下 PAL 基因表达量变化明显,不同基因具有不同响应模式,说明谷子 PAL 基因家族在参与光调节反应中发挥重要作用。谷子 PAL 基因高度保守,广泛响应不同非生物胁迫,具有表达特异性。该研究结果可为揭示 PAL 基因家族在调节谷子抗性及胁迫应答过程中的作用提供参考。

  • 苦荞 FtF5H 基因克隆及表达分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2021-07-20 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 阿魏酸-5-羟基化酶(Ferulate 5-hydroxylase)是调控 S 型木质素合成的关键酶。为研究其在苦荞木质素生物合成途径中的分子机制,该文从苦荞转录组数据中筛选获得一个 F5H基因,命名为 FtF5H(Genebank 登录号:MW455111),采用生物信息学方法对苦荞 F5H 蛋白的理化性质、信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、亲疏水性、蛋白质二级结构、蛋白质三级结构、氨基酸结构、系统进化树等进行分析和预测,并同时运用实时荧光定量PCR技术对FtF5H基因在厚果壳苦荞与薄果壳苦荞的叶、花、茎、果壳中的差异表达进行分析。结果表明:FtF5H 基因序列包含 1 395 bp 的完整 cDNA 开放阅读框,编码 464 个氨基酸;生物信息学预测 FtF5H 蛋白具有 P450 超家族结构,为亲水性稳定酸性蛋白,不具有跨膜结构域,且为非分泌性蛋白;FtF5H 蛋白的二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成;三级结构预测显示FtF5H 蛋白与 5ylw.1.A 的相似度较高。系统进化分析表明 FtF5H 属于 CYP84A 亚家族。 qRT-PCR 显示 FtF5H 基因在两种苦荞中的不同部位均有表达,且在厚果壳苦荞果壳中的表达量是薄果壳的 5 倍之高,表达具有极显著差异。该研究为进一步研究苦荞木质素合成的分子调控机制奠定了基础,对苦荞新品种的培育具有重要的意义。

  • 北美鹅掌楸LtuFPPS1 基因克隆与组织表达分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2020-08-03 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 法尼基焦磷酸合酶(farnesyl diphosphate synthase, FPPS)是植物萜类物质合成前体法尼基焦磷酸(farnesyl pyrophosphate,FPP)的关键合成酶。为探究北美鹅掌楸(Liriodendrontulipifera)萜类合成途径的分子机制,该研究利用北美鹅掌楸转录组数据,通过设计特异性引物,采用 RACE 技术克隆得到 LtuFPPS1 基因的全长序列并进行生物信息学分析。结果表明:(1)LtuFPPS1 基因全长 1 460 bp,开放阅读框(ORF)长 1 056 bp,编码 351 个氨基酸,蛋白质分子量为 40 589.45 D,等电点为 5.19,不稳定系数为 43.50,归类为不稳定蛋白;LtuFPPS1 基因所编码的蛋白不含信号肽,定位于线粒体,是一种不稳定亲水性蛋白,具有类异戊二烯类化合物合酶的特征结构域,α-螺旋为其氨基酸序列的主要二级结构。(2)进化树和同源序列分析表明,北美鹅掌楸 LtuFPPS1 蛋白与乐昌含笑(Michelia chapensis)的 FPPS蛋白的亲缘关系更近。(3)组织表达分析结果发现,LtuFPPS1 基因在北美鹅掌楸的雌蕊中的表达量最高,其高低顺序为雌蕊 > 花芽 > 茎 > 雄蕊 > 萼片 > 叶片 > 花瓣 > 根,据此推测萜类代谢物在花器官中的合成相对较多。综上所述,LtuFPPS1 基因为萜类合成酶基因,可以为从分子生物学层面探究北美鹅掌楸萜类物质的合成提供一定的理论帮助。

  • 香石竹 DcSKP1 基因克隆及表达分

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2020-08-02 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: SKP1 基因是􀀁SCF E3 泛素连接酶蛋白复合物的核心成分,参与多种生物过程。然而,香石竹􀀁SKP1 基因还未被克隆,该文利用􀀁RT-PCR 结合RACE 技术,从香石竹(Dianthus caryophyllus)的花药中分离克隆了􀀁1 个减数分裂相关基因􀀁SKP1 的全长􀀁cDNA 序列,命名为􀀁DcSKP1(GenBank 登录号为􀀁MK931293)。结果表明:DcSKP1 基因􀀁cDNA 全长序列为962 bp,含有􀀁1 个长度为􀀁567 bp 的􀀁ORF,该基因编码􀀁188 个氨基酸;蛋白序列比对显示,􀀁DcSKP1 中存在一个高度保守􀀁TPEE 基序,还具有􀀁Skp1_POZ 结构域和􀀁Skp1 结构域,并与拟南芥的􀀁SKP1 聚集在一个分支上;利用荧光定量􀀁PCR 对香石竹􀀁DcSKP1 基因表达模式进行研究,发现􀀁DcSKP1 基因在各个组织部位都有表达,在花药中的表达量高于茎叶组织,且在幼小的花药中表达量最高,随着花药发育的进程表达量下降。研究推测,DcSKP1 基因可能在香石竹减数分裂中起重要作用。

  • 烟草TIR-NBS基因家族的

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2020-03-24 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: TIR-NBS基因是一类与植物抗病调节和生长发育密切相关的基因,其特征解析有助于对植物免疫和发育调节的认识。通过生物信息学分析方法,从基因鉴定、染色体分布、基因结构、蛋白性质和结构、信号肽、亚细胞定位和顺式作用元件等方面,对烟草TIR-NBS基因家族进行鉴定和分子特性分析。研究发现,烟草TIR-NBS基因家族含有30条成员,分布在21条染色体上,含有3~8个保守基序;编码蛋白均为不稳定蛋白,无信号肽,主要分布于细胞核、细胞质和叶绿体中,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主要构成元件;进化时主要受纯化选择作用,与番茄的TIR-NBS基因亲缘关系最近;顺式作用元件分析表明其可能受光照、温度以及生长素、茉莉酸甲酯、脱落酸、水杨酸、赤霉素等激素调控。研究结果为进一步探究TIR-NBS基因的生物学功能及提高植物产量和品质提供了依据。

  • 水曲柳中MYBL2 基因表达特征分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2020-03-24 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: MYB 转录因子家族是植物中最大的转录因子家族之一,参与植物生长、繁殖和代谢的各个时期。研究发现,MYB 转录因子能通过多种方式参与植物抗逆生长。该研究在水曲柳中克隆FmMYBL2 基因,利用生物信息学分析其结构和表达特征,并构建FmMYBL2 蛋白的系统进化树。对水曲柳幼苗进行低温胁迫、盐胁迫处理以及激素分子诱导处理(包括ABA、IAA、GA3、JA、SA)。分别在0、1、3、6、12、24、48 h取样。利用实时荧光定量PCR 对上述处理样品中FmMYBL2 基因进行定量分析,并分析了FmMYBL2 的时空表达特征。结果表明:克隆得到的FmMYBL2 基因全长为762 bp,编码253 个氨基酸。FmMYBL2 蛋白是亲水性蛋白,氨基酸序列比对表明其与棉花同源关系较近。荧光定量分析表明,FmMYBL2 基因响应低温胁迫和盐胁迫,同时ABA、IAA、GA3、JA、SA 共同调控该基因表达。在低温处理1 h、盐胁迫48 h 时FmMYBL2基因表达量最高,激素诱导后表达量持续波动,但能在短时间内迅速响应。FmMYBL2 基因在根、芽、花、种子中均有表达,雄花中的表达量最高。该研究结果为深入研究MYBL2 基因功能和水曲柳抗逆生长的调控奠定基础。

  • 水曲柳FmPHV 基因克隆及在形成层愈伤组织中的表达分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2020-01-12 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 植物PHAVOLUTA(PHV)转录因子是HD-ZIPIII 家族的重要成员之一,在茎尖分生组织形成和胚芽形成过程中起着重要调控作用。本研究通过基因克隆获得了水曲柳PHV 基因,并命名为FmPHV。生物信息学分析表明,水曲柳FmPHV 基因编码区全长为2 112 bp,包含有一个完整的开放阅读框,其编码了一个由703 个氨基酸组成的蛋白。亚细胞定位预测其主要存在于叶绿体中,为稳定亲水蛋白。保守域及同源分析表明,FmPHV 与油橄榄、芝麻和烟草等物种的同源蛋白保守结构域同源性高达99 %。我们在低温4 °C 条件下,使用50 mg•L-1 吲哚丁酸(IBA)溶液对水曲柳树皮进行处理,获得了水曲柳形成层细胞,并进一步诱导获得形成层愈伤组织。对FmPHV 基因的时空表达模式进行分析表明,FmPHV 基因六月份表达量最高,同时,FmPHV 能够在芽中高表达,树皮获得的不同来源的愈伤组织相互比较,FmPHV 在来源为形成层分生组织形成层愈伤组织中的表达量显著高于其在其他来源的愈伤组织中的表达。此外,我们对水曲柳幼苗瞬时过表达FmPHV 基因,对其所在通路关键基因的表达特征进行分析。FmPHV 瞬时过表达后,生长素相关基因表达下降,细胞分裂素相关基因表达上升,更利于芽的分化。本文揭示了水曲柳FmPHV在水曲柳植株生长过程中的表达模式以及FmPHV 过表达对芽再生通路各关键基因的调控情况,为研究水曲柳中FmPHV 调控生长发育的分子机制以及其在生长素和细胞分裂素响应通路中发挥的作用奠定基础。

  • 鹅掌楸AOX家族基因克隆与组织表达分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2019-08-27 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 交替氧化酶(AOX)为植物呼吸作用电子传递链末端氧化酶,广泛存在于高等植物中,研究表明AOX在植物生长发育及适应性方面有着重要作用。鹅掌楸(Liriodendron chinense)为重要的珍贵用材及园林观赏树种,开展抗逆基因的研究,对于提高鹅掌楸适应性有重要意义。该文以鹅掌楸为研究对象,通过采用RT-PCR与RACE相结合的方法克隆获得3个AOX基因,其ORF长分别为858 bp、1 032 bp和1 044 bp,相应编码氨基酸数为285 aa、343 aa和347 aa,分别命名为LcAOX1a、LcAOX1b和LcAOX2。蛋白同源性分析发现鹅掌楸AOX家族蛋白序列高度保守,尤其在C端保守性极高,且均含有“EXXH”、“EEE-Y” 铁离子结合保守结构域。亚细胞定位分析结果显示LcAOX1a蛋白定位于线粒体及叶绿体之外的其他位置,LcAOX1b蛋白在叶绿体和线粒体中均有定位,LcAOX2蛋白定位于线粒体基质。采用RT-qPCR方法研究AOX基因在鹅掌楸茎、叶片、叶芽、花芽、花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊8个不同组织中的表达模式,分析发现鹅掌楸AOX基因在花器官中表达量明显高于营养器官,LcAOX1a与LcAOX1b基因在雄蕊中表达量最高,特别是LcAOX1a基因在雄蕊中特异性表达,其表达量远远高于其他组织;而LcAOX2基因在花瓣中表达量最高。该研究克隆3个AOX基因并进行相关分析,为进一步研究其生物学功能奠定基础。

  • 竹叶花椒ZaGGPPS基因克隆与表达分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2019-08-26 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 为了揭示竹叶花椒萜类代谢的分子机理及嫁接对其风味的影响,本研究依据转录组数据设计特异性引物,采用RT-PCR方法从竹叶花椒(Zanthoxylum armatum)中克隆得到一个全新的牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGPPS)基因的全长cDNA序列,命名为ZaGGPPS。利用NCBI、ProParam、SignalP 4.1 server、DNAMAN和MEGA 7.0软件对ZaGGPPS基因进行生物信息学分析,并比较其在嫁接树和实生树中的表达量,结果表明:ZaGGPPS包含完整的cDNA开放阅读框(OFR),由1 086 bp组成,编码361个氨基酸。其蛋白的相对分子量为39 079.14 Da,理论等电点pI为6.38。Blast比对结果显示该蛋白质属于GGPPS家族蛋白,含有2个GGPPS蛋白特有的天冬氨酸富集基序,分别是“DDXXXXD”和“DDXXD”,以及5个特征性功能结构域。系统进化树结果显示竹叶花椒与芸香科植物甜橙(Citrus sinensis)、克里曼丁桔(C. clementina)、柚子(C. maxima)等亲缘关系较近。荧光定量PCR检测显示,ZaGGPPS基因在竹叶花椒中的表达量从高到低分别为:实生树的叶、嫁接树的叶、实生树的茎、嫁接树的茎。牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶是竹叶花椒萜类化合物生物合成途径中的关键酶,通过嫁接可影响ZaGGPPS基因在叶和茎中的表达量。对竹叶花椒ZaGGPPS基因进行克隆与分析,为后续深入研究竹叶花椒香气形成的分子机理及利用分子生物学手段选育优良品种提供理论依据。

  • 蒜头果中CYP71基因克隆与果实不同发育时期的表达分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2019-02-25 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 由氨基酸衍生的氰苷是由植物细胞色素 P450 单加氧酶(CYP)催化氨基酸生成的次生代谢产物,与植物的防御和抗逆境胁迫相关。本研究通过分析蒜头果转录组数据,从中分离并克隆得到 1 条细胞色素 P450 基因(命名为 MoCYP71,GenBank 登录号 MK172858),并对其进行生物信息学分析及检测该基因在果实不同发育时期的表达情况。结果显示,MoCYP71基因含 1 572 bp,编码 523 个氨基酸,该基因的 cDNA 序列与咖啡(Coffea eugenioides,XM_027319282)、小果咖啡(Coffea arabica,XM_027213456)中的 CYP71 基因的 mRNA 序列均有 88 %的一致性 ;该蛋白的相对分子质量为 58 976.54,理论等电点 pI 为 8.10,分子式为 C2675H4184N704O744S27,不稳定系数(Ⅱ)为 40.84,是一种不稳定蛋白;该蛋白不存在信号肽,存在于分泌途径,含有两个跨膜结构,分别位于 20~37 和 311~333 位氨基酸为跨膜疏水螺旋,锚定于细胞器上;MoCYP71 蛋白含有 CYP 家族的保守结构域,包括脯氨酸富集区(PPSPPRLP)、K 螺旋(KETFR)、I 螺旋(GGIDTS)、PERF 域(PERF)和识别结构域血红素结合域(FGAGRRICPG),与可可、榴莲、高粱等的 CYP71E 家族的蛋白(GenBank 登录号分别为 EOX92908.1、XP_022773875.1 和 AAC39318.1)聚为一支;在花谢后,MoCYP71 基因表达量逐渐降低, 花谢后 1 个月>2 个月>3 个月,但在花谢后 4 个月的表达量急剧增加。本研究对研究蒜头果的对虫害的防御、组织成熟及蒜头果中有效次生代谢产物的发掘具有重要的意义。

  • 金铁锁转录因子ptMYC2的克隆和

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2018-12-19 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 金铁锁是“云南白药”等多种中成药的重要组成,其有效成分为三菇皂普e MY(类转录因子在调节植物三菇类次生代谢积累有重要作用。该文基于金铁锁转录组测序数据,克隆得到p tMYC},转录因子的两个全长基因;通过生物信息学软件对两条转录因子的同源性、理化性质、疏水性、跨膜结构、亚细胞定位、结构域、靶基因结合位点等进行初步预测分析。实验结果表明:两条转录因子所编码的蛋白属于亲水性蛋白,不存在跨膜区域,均是非分泌蛋白质,并且不存在信号肤;两条转录因子的亚细胞定位于细胞核;结构域分析显示两个基因都含有bHLH家族结构域;预测得到金铁锁三菇皂普合成途径中/}JGR, FPS, SF, FPS等基因的启动子可能存在与MYC2结合的E-box特异性结合位点。该实验将为进一步研究p tMYC2基因在金铁锁三菇皂普合成代谢途的调控机制奠定基础。

  • 家蚕保幼激素结合蛋白Bmtol基因的克隆及表达分析

    分类: 生物学 >> 生物工程 提交时间: 2017-07-24 合作期刊: 《中国生物工程杂志》

    摘要: 摘要 目的:克隆获得家蚕(Bombyx mori)Bmtol基因序列,并对其蛋白结构进行预测,分析其在组织和JHA处理后头部的表达差异,为该基因的功能研究提供参考。方法:以家蚕的全组织cDNA为模板利用RT-PCR技术扩增和克隆获得Bmtol基因cDNA全长序列,并提交至GenBank数据库;利用多种生物信息学软件预测分析其编码蛋白的理化特性和结构特征;采用MREGA5.0软件中的邻接法(neighbor-joining,NJ)构建BmTOL及其它昆虫同源TO的进化树;通过qPCR技术分析Bmtol基因在5龄3天家蚕不同组织的表达情况,及JHA处理5龄蚕后在0 h、24 h、48 h、72 h和96 h家蚕头部的表达情况。结果:克隆获得了家蚕Bmtol基因的cDNA序列(GenBank审查中),Bmtol基因的开放阅读框(ORF)长度为759 bp,编码252个氨基酸,预测其蛋白分子量为27.72 KD,理论等电点为6.16,有信号肽,无跨膜结构,且第25—251位氨基酸之间存在一个保幼激素结合蛋白家族JHBP保守结构域;N端为疏水区域,可能与保幼激素结合蛋白的核心部位有关。亚细胞定位分析表明,BmTOL属于分泌型蛋白,主要集中在内质网-高尔基体-质膜分泌途径上。BmTOL蛋白具有3个α螺旋,第34位的Cys和第44位Cys形成一个二硫键链接在α1螺旋和N末端,构成BmTOL蛋白与配体结合的核心部位。序列比对结果显示,家蚕BmTOL序列与其他昆虫TO的氨基酸序列一致性差别较大。家蚕BmTOL与果蝇DmTO的相似性为25.10%,与烟草烟草天蛾的相似性为19.69%,与冈比亚按蚊的相似性为25.78%,与埃及伊蚊的相似性为23.53%,与黑花蝇的相似性为28.17%,与意大利蜜蜂的相似性为23.05%,与苹浅褐卷蛾的相似性为21.18%。系统进化树分析表明,所有选用昆虫TO形成两个大的分支:苹浅褐卷蛾EpTO1、烟草天蛾MsTO、意大利蜜蜂AmTOL、果蝇DmTO和黑花蝇PrTOL聚为一个分支,埃及伊蚊AaTO、冈比亚按蚊AgTOL-2和家蚕BmTOL聚为另一大分支。qPCR结果显示,Bmtol基因在家蚕头部、表皮和精巢有较高表达,其他组织表达量很低或没有。在JHA处理的5龄家蚕的头部,Bmtol基因在处理后0 h、24 h、48 h、72 h和96 h的表达量差异不明显。结论:BmTOL蛋白属于JHBP家族,具有JHBP家族的典型结构;组织表达谱和JHA处理结果暗示,BmTOL属保幼激素结合蛋白(JHBP),在家蚕中除保幼激素结合之外还参与其他多种生理功能。