荞麦mate的克隆及表达分析

• 作者: 常雪玲 张宗文 李艳琴 高佳
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: MATE 荞麦 原花青素 RACE
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 2038-2048
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.11.002

摘要

[目的]多药物和有毒化合物外排家族(multidrug and toxic compound extrusion family,MATE)是生物中5类解毒输出转运蛋白家族之一.作为植物中最大的转运蛋白家族之一,其主要功能为次生代谢物的积累、重金属转运和激素信号转导.通过分析荞麦mate的克隆与表达为MATE型转运蛋白成员在荞麦中的功能研究提供基础.[方法]通过3'和5'RACE克隆获得荞麦mate全长cDNA序列;利用在线网上工具预测MATE蛋白的分子量、等电点、二级结构及跨膜结构域;选取MEGA软件中的NJ法构建荞麦MATE蛋白的系统发育树以初步推测MATE蛋白在荞麦中的作用方式及功能;荧光定量试验测定mate在荞麦不同组织及不同发育阶段种子中的相对表达量,并与原花青素含量测定结合进一步验证MATE转运蛋白在荞麦中的功能.[结果]通过RACE克隆获得2条荞麦mate全长cDNA,分别命名为Fett12 (GenBank Accession No.MG515589)和Femate3 (GenBank Accession No.MG515590).通过ExPASy中的protparam在线分析得到Fett12编码一个含有492个氨基酸残基的蛋白,其分子量为53.81 kD,等电点为6.75;Femate3编码一个含有51 6个氨基酸残基的蛋白,分子量为56.12 kD,等电点为6.52.通过构建系统进化树显示FeTT12属于原花青素MATE转运蛋白;FeMATE3属于柠檬酸盐MATE转运蛋白.将FeMATE3与其他物种中转运柠檬酸盐的MATE型蛋白氨基酸多序列比对及同源分析,发现其与A1离子胁迫相关的荞麦MATE蛋白FeMATE2的一致性达到96.33％;同时将FeTT12氨基酸序列与其他植物TT12编码的氨基酸序列进行比对和同源分析,得到荞麦FeTT12与其他物种的TT12蛋白的氨基酸序列具有极高的同源性,其中与MnTT12蛋白同源性最高,为77.3％;与拟南芥TT12蛋白同源性最低,为41.5％.进一步研究Fett12的表达特异性与原花青素累积之间的相关性,得到Fett12的表达具有明显的时空特异性,且在荞麦叶中的表达量最高.原花青素的含量测定中发现原花青素作为次级代谢产物,其分布具有明显的组织器官差异,且在荞麦花中的含量明显较高.在荞麦不同发育阶段的种子中,Fett12的表达量随着种子不断成熟而增高,PA的含量逐渐下降.[结论]在荞麦中成功克隆获得2条mate序列——Fett12和Femate3.其中,Fett12与荞麦中原花青素的转运和累积相关,Femate3可能与荞麦中Al离子胁迫相关.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李艳琴	山西大学生物技术研究所	45	621	14.0	23.0
2	张宗文	中国农业科学院作物科学研究所	33	616	14.0	24.0
6	高佳	中国农业科学院作物科学研究所	3	6	1.0	2.0
7	常雪玲	山西大学生物技术研究所	1	0	0.0	0.0