甘蔗ATP结合蛋白基因克隆及其干旱胁迫下的表达特性分析

• 作者: 吴凯朝 徐林 曹辉庆 罗海斌 蒋胜理 邓智年 陆珍 魏源文 黄诚梅
• 来源期刊: 南方农业学报
• 关键词: 甘蔗 ATP结合蛋白 基因克隆 生物信息学 干旱胁迫 表达特性
• 年，卷（期）: 2017,（9）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子生物学
• 页码范围: 1537-1547
• 页数: 11页
• 分类号: S566.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-1191.2017.09.01

摘要

[目的]克隆甘蔗ATP结合蛋白基因,分析其基本生物学信息及在干旱胁迫下的表达特性,为ATP结合蛋白的功能研究提供理论依据.[方法]从乙烯诱导甘蔗差异表达转录组和水分胁迫下甘蔗cDNA文库中获取ATP结合蛋白基因序列,设计其引物进行RT-PCR扩增,利用生物信息学软件进行序列分析及其蛋白结构和功能预测,并采用实时荧光定量PCR(qPCR)检测干旱胁迫处理下的甘蔗ATP结合蛋白基因的表达情况.[结果]克隆获得的甘蔗ATP结合蛋白基因全长2145bp,编码714个氨基酸,其蛋白分子质量为79.430kD,理论等电点(pI)为9.33,不稳定系数为44.38;甘蔗ATP结合蛋白与玉米ATP结合蛋白的核苷酸序列及其推导氨基酸系列同源性最高,均达93％.甘蔗ATP结合蛋白主要由无规则卷曲(42.02％)、α螺旋(25.63％)和延伸链(22.27％)结构组成,具有蛋白激酶催化结构域、ATP结合位点、核苷酸结合位点(NBS)、糖基化位点、激酶磷酸化结合位点及核定位信号等;甘蔗ATP结合蛋白可能主要定位在细胞核、叶绿体、线粒体和过氧化物酶体中,起中间代谢调控作用,或参与转录调控、免疫应答、胁迫应答及信号转导等生物反应.qPCR检测结果显示,在干旱胁迫7d后,甘蔗ATP结合蛋白基因的表达量明显下调,约为对照的30％,恢复正常供水(复水)后,表达量回升.[结论]甘蔗ATP结合蛋白基因表达受干旱胁迫诱导,可能参与甘蔗对干旱逆境胁迫响应的代谢调控.