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      垂穗披堿草MADS-box基因WM8克隆及分析

      2012-01-02 02:49:02張妙青張吉宇劉志鵬王彥榮張磊
      草業(yè)學(xué)報(bào) 2012年4期
      關(guān)鍵詞:垂穗堿草擬南芥

      張妙青,張吉宇,劉志鵬,王彥榮,張磊

      (草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,甘肅 蘭州730020)

      生殖過(guò)程是高等植物生活史中最重要的階段,也是提高植物種子產(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期。因此,與植物生殖密切相關(guān)的花器官的發(fā)育和種子成熟等一直是植物學(xué)家的研究重點(diǎn)之一。近年來(lái),通過(guò)對(duì)雙子葉模式植物擬南芥(Arabidopsisthaliana)[1]、金魚(yú)草(Antirrhinummajus)[2]等花器官的研究,初步揭示了植物花發(fā)育遺傳調(diào)控的分子機(jī)制,提出了著名的花器官發(fā)育ABC模型[3,4],后經(jīng)進(jìn)一步深入研究逐漸發(fā)展為 ABCDE模型[5-7]。ABCDE模型中大部分基因?qū)儆贛ADS-box基因,它們編碼的轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控不同基因的表達(dá)[8]。MADS-box基因具有高度保守的MADS-box結(jié)構(gòu)域和半保守的能形成卷曲螺旋的K區(qū)[9],主要決定花器官的形成,同時(shí)參與胚珠、種皮及果實(shí)發(fā)育的調(diào)控[10-13]。在整個(gè)被子植物中,MADS-box基因的功能是保守的,大部分都參與花發(fā)育的調(diào)控[14,15]。Zhao等[16]對(duì)小麥(Triticumaestivum)42個(gè) MADS-box基因進(jìn)行了分離以及比對(duì)分析,結(jié)果表明多種MADS-box基因存在于小麥組織中,以特定模式表達(dá),對(duì)小麥的生長(zhǎng)和發(fā)育可能起重要的作用。對(duì)水稻(Oryza sativa)75個(gè)MADS-box基因的研究表明,31個(gè)基因在水稻生殖階段優(yōu)先積累,其中12個(gè)在種子、6個(gè)在穗部特定表達(dá)[17]。有關(guān)禾本科牧草相關(guān)基因的研究較少。Preston和Kellogg[18]重建了禾本科植物MADS-box轉(zhuǎn)錄因子FUL1和FUL2的進(jìn)化史,并確定了其APETALA1/FRUITFULL-like基因序列和表達(dá)的演化。

      垂穗披堿草(Elymusnutans)是禾本科(Gramineae)小麥族(Triticeae)披堿草屬(Elymus)的多年生根莖疏叢型優(yōu)質(zhì)牧草,其抗寒能力強(qiáng)、粗蛋白含量高且適口性好[19,20]。主要分布在歐亞大陸和北美洲北部,垂直分布從海拔幾米的海灘一直到海拔5 200m以上的喜馬拉雅山區(qū),我國(guó)西藏以及西北、華北等地區(qū)均有野生分布,是草原和草甸的重要組成部分[21]。我國(guó)西北高寒、濕潤(rùn)地區(qū),垂穗披堿草栽培較多,主要用于建植人工草地和放牧草地。近年來(lái),對(duì)垂穗披堿草的種子產(chǎn)量、遺傳多樣性以及栽培放牧等方面的研究較多[22-25],而關(guān)于MADS-box基因的研究多集中在擬南芥、金魚(yú)草等模式植物以及水稻、小麥等農(nóng)作物中,很少涉及到草類(lèi)植物,垂穗披堿草中的MADS-box基因尚未見(jiàn)報(bào)道。對(duì)垂穗披堿草中MADS-box基因的研究,不僅有助于闡明其控制花發(fā)育的分子機(jī)制,具有潛在的種子生產(chǎn)價(jià)值,而且作為麥類(lèi)作物的野生近緣種遺傳資源,對(duì)于豐富麥類(lèi)作物基因資源庫(kù)具有重要的經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值[26]。

      1 材料與方法

      1.1 材料

      垂穗披堿草種子于2008年采自甘肅甘南草原,采集后保存在農(nóng)業(yè)部牧草與草坪草種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(蘭州)低溫種子庫(kù)。2009年在蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院盆栽,苗期采集幼嫩葉片,用液氮處理,然后置于-80℃ 超低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

      PrimeScriptTMRT-PCR Kit(TaKaRa),RNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN),DNA Marker,DNA 凝膠回收試劑盒,DH5α感受態(tài)細(xì)胞,pGM-T克隆試劑盒購(gòu)于天根生化科技(北京)有限公司。引物由北京賽百盛生物工程公司合成,其他試劑采用國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口分析純。

      1.2 方法

      1.2.1 總 RNA 的提取 參照 RNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN)使用說(shuō)明,提取垂穗披堿草幼嫩葉片的總RNA,用紫外分光光度計(jì)Nanodrop進(jìn)行RNA純度測(cè)定,并通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳檢驗(yàn)RNA完整性。

      1.2.2 引物設(shè)計(jì) 檢索 National Center for Biotechnology Information(簡(jiǎn)稱(chēng) NCBI)上已公布的與垂穗披堿草近緣種的WM8及其同源基因的蛋白序列,多序列比對(duì)找出高度同源區(qū)域,用Primer Premier 5.0進(jìn)行簡(jiǎn)并引物設(shè)計(jì),從垂穗披堿草擴(kuò)增該基因的核心片段。上游引物為P1:5′ARWSNGARGGNAAYTGGT 3′,下游引物為P2:5′RCANACRTTYTGYTGNGG 3′,預(yù)測(cè)片段長(zhǎng)度為449bp。

      用獲得的該基因核心序列在NCBI上Blast,取相似性最高的全長(zhǎng)序列,用Primer Premier 5.0設(shè)計(jì)引物,上游引物為P3:5′GCATCCCATCTCCCCTCACCG 3′,下游引物為P4:5′TAAGCCAAGCAGGTCATCCATGCTA 3′,以從垂穗披堿草擴(kuò)增該基因的全長(zhǎng)片段,預(yù)測(cè)片段長(zhǎng)度為1 194bp。

      1.2.3 cDNA第一條鏈的合成 參照PrimeScriptTMRT-PCR Kit(TaKaRa)使用說(shuō)明,取2μL垂穗披堿草葉片總RNA,以O(shè)ligo dT為引物,進(jìn)行cDNA第一條鏈的合成。第1步反應(yīng)體系為10μL:dNTP Mixture(10 mmol/L each),1μL;Oligo(dT)Primer(2.5μmol/L),1μL;總 RNA 2μL;Rnase Free dH2O至10μL。反應(yīng)為65℃5min。第2步反應(yīng)體系為20μL:上述反應(yīng)產(chǎn)物,10μL;5×PrimeScriptTMBuffer,4μL;Rnase Inhibitor(40 U/μL),0.5μL;PrimeScriptTMRTase(for 2step),0.5μL;Rnase Free dH2O 至20μL。反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)為42℃30 min,95℃5min。

      1.2.4 cDNA核心序列的PCR擴(kuò)增 以合成的cDNA第一鏈產(chǎn)物為模板,參照PrimeScriptTMRT-PCR Kit(TaKaRa)使用說(shuō)明,PCR反應(yīng)體系50μL:10×PCR Buffer,5μL;dNTP Mixture(10mmol/L),2μL;Ex Taq HS(5U/μL),0.5μL;引物P1和P2,各2μL;反轉(zhuǎn)錄的總cDNA 1μL;ddH2O補(bǔ)至50μL。反應(yīng)程序:94℃預(yù)變性1min,然后以94℃30s,45℃30s,72℃1min進(jìn)行35個(gè)循環(huán),72℃延伸10min。取5μL擴(kuò)增產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定。

      1.2.5 全長(zhǎng)序列的PCR擴(kuò)增 以合成的cDNA第一鏈產(chǎn)物為模板,參照 PrimeScriptTMRT-PCR Kit(TaKa-Ra)使用說(shuō)明,PCR反應(yīng)體系50μL:10×PCR Buffer,5μL;dNTP Mixture(10mmol/L),2μL;Ex Taq HS(5 U/μL),0.5μL;引物P3和P4,各1μL;反轉(zhuǎn)錄的總cDNA,1μL;ddH2O補(bǔ)至50μL。反應(yīng)程序:94℃ 預(yù)變性1 min,然后以94℃30s,58℃30s,72℃1min進(jìn)行30個(gè)循環(huán),72℃延伸10min。取5μL擴(kuò)增產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定。

      1.2.6 測(cè)序、生物信息學(xué)分析以及蛋白結(jié)構(gòu)分析 PCR產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠回收后連接在pGM-T載體上,轉(zhuǎn)化到DH5α感受態(tài)細(xì)胞中,Luria-Bertani(簡(jiǎn)稱(chēng)LB)固體培養(yǎng)基培養(yǎng),藍(lán)白斑篩選挑取陽(yáng)性克隆,通過(guò)PCR鑒定后送上海生工生物工程有限公司進(jìn)行測(cè)序。

      通過(guò) NCBI(http://blast.ncbi.Nlm.nih.gov/Blast.cgi)網(wǎng)站進(jìn)行 Blast檢索,利用 DNAMAN 6.0和Sequencher 4.9Demo生物技術(shù)軟件進(jìn)行序列翻譯、多重比對(duì)以及同源樹(shù)等分析。

      蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)利用 ProtParam(http://us.expasy.org/cgi-bin/protparam)進(jìn)行分析,包括氨基酸殘基數(shù)目、氨基酸組成、蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量、理論等電點(diǎn)以及疏水性等參數(shù);利用TMHMM 2.0Serve(http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM)和 TMpred(http://www.ch.embnet.org/software/TMPRED)2個(gè)軟件同時(shí)對(duì)該蛋白序列的跨膜區(qū)域進(jìn)行分析;用 PSORT WWW Server(http://psort.nibb.ac.jp/)中的 PSORT Prediction工具進(jìn)行細(xì)胞定位。利用 NPSA(http://npsa-pbil.ibcp.fr/)中的 MLRC程序在線分析蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)中α螺旋、無(wú)規(guī)則卷曲和延伸鏈等結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)。通過(guò)Expasy(http://au.expasy.org/tools/)網(wǎng)站中Swiss-Model程序進(jìn)行同源建模,推測(cè)垂穗披堿草WM8蛋白的三維結(jié)構(gòu)。

      圖1 垂穗披堿草總RNA的瓊脂糖凝膠電泳Fig.1 Electrophoresis result of total RNA fromE.nutans

      2 結(jié)果與分析

      2.1 垂穗披堿草WM8基因全長(zhǎng)序列的PCR擴(kuò)增

      用 RNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN)提取的垂穗披堿草葉片的總RNA(圖1),RNA 28S與18S條帶明顯,效果理想,滿足進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)所需。

      利用提取的總 RNA,PrimeScriptTMRT-PCR Kit(TaKaRa),以 Oligo(dT)為引物,進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄所得的產(chǎn)物為模板,以設(shè)計(jì)的引物P1、P2進(jìn)行垂穗披堿草WM8基因核心片段的PCR擴(kuò)增,獲得了與預(yù)期大小相符的條帶(圖2),經(jīng)測(cè)序確認(rèn),片段長(zhǎng)度為443bp。以引物P3、P4,進(jìn)行其全長(zhǎng)序列的PCR擴(kuò)增,獲得了與預(yù)期大小相符的特異條帶(圖3),經(jīng)測(cè)序確認(rèn),片段長(zhǎng)度為1 196bp。由于所設(shè)計(jì)引物為同源比對(duì)保守區(qū)域,PCR擴(kuò)增結(jié)果較為特異,大小亦與預(yù)期結(jié)果相符,雖有部分非特異性擴(kuò)增條帶,但其濃度、大小均不符。

      圖2 EnWM8基因cDNA核心序列電泳分析Fig.2 Electrophoresis of EnWM8gene cDNA core sequence fromE.nutans

      圖3 EnWM8基因cDNA全長(zhǎng)序列電泳分析Fig.3 Electrophoresis of EnWM8gene cDNA full length sequence fromE.nutans

      2.2 EnWM8基因全序列分析

      對(duì)分離得到的基因片段進(jìn)行測(cè)序,獲得了一段完整的cDNA序列,全長(zhǎng)1 196bp,其中包含一段828bp的開(kāi)放閱讀框,編碼275個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì),具有典型的植物MADS-box基因的結(jié)構(gòu)[8]。將此片段命名為En-WM8,在GenBank注冊(cè),登錄號(hào)為JF683846。

      從結(jié)構(gòu)上可將EnWM8基因推導(dǎo)的氨基酸序列分成4個(gè)區(qū)(圖4),第1~61個(gè)氨基酸為高保守的MADS-box結(jié)構(gòu)區(qū)域,是識(shí)別DNA順式作用元件并與之結(jié)合的一段氨基酸序列;第75~174個(gè)氨基酸為半保守的K區(qū);位于MADS-box區(qū)和K區(qū)之間的部分為I區(qū),是MADS-box區(qū)和K區(qū)的銜接部分;K區(qū)的下游為極不保守的C-末端。

      將獲得的cDNA序列在NCBI上進(jìn)行BLASTX比較,其編碼的蛋白質(zhì)與其他多種植物MADS-box基因蛋白具有很高的同源性,其中與小麥的WM8(90%)、AGL29(95%)和大麥的MADS8(93%)相似性最高。En-WM8與二倍體小麥(T.aestivum)的TaWM8、TaAGL29、六倍體小麥(T.monococcum)的fruitful-like基因推導(dǎo)的氨基酸序列進(jìn)行比對(duì),相似性分別高達(dá)95.62%(262/274),96.72%(265/274)和96.28%(181/188)(圖5)。

      EnWM8與小麥的50MADS基因、擬南芥的AtWM8及AtAGL29基因編碼的蛋白質(zhì)序列經(jīng)由DNAMAN軟件推演的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)顯示,不同組的基因被分到不同的分支,EnWM8屬于MIKC型MADS-box基因,與TaWM8進(jìn)化關(guān)系最近,其次依次是TaAGL29、TaVRT-1、TaAGL10,與擬南芥的TaWM8、TaGL29進(jìn)化關(guān)系較遠(yuǎn)(圖6)。

      圖4 EnWM8基因cDNA核苷酸序列和推導(dǎo)氨基酸序列Fig.4 Nucleotide sequences and deduced amino acid sequences for EnWM8gene cDNA fromE.nutans

      圖5 垂穗披堿草的EnWM8與小麥的WM8、AGL29、fruitful-like基因氨基酸序列比對(duì)Fig.5 The comparison of the deduced amino acid sequences between EnWM8of E.nutans,WM8and AGL29of T.aestivum,fruitful-like of T.monococcum

      2.3 垂穗披堿草WM8蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析

      2.3.1 垂穗披堿草 WM8蛋白氨基酸序列分析 垂穗披堿草 WM8蛋白由275個(gè)氨基酸組成,分子量為13 726.7Da,理論等電點(diǎn)為9.14,是一個(gè)堿性蛋白。對(duì)其氨基酸組成的分析結(jié)果表明,該蛋白分子式為C1353H2192N412O427S14,原子總數(shù)為4 398。堿性氨基酸殘基總數(shù)(Arg+Lys)為38,酸性氨基酸殘基總數(shù)(Asp+Glu)為31。

      2.3.2 垂穗披堿草WM8蛋白疏水性和跨膜分析以及細(xì)胞定位 垂穗披堿草WM8氨基酸序列疏水性分析表明,該蛋白的氨基酸中大部分為親水性氨基酸,疏水性的總平均值(GRAVY)為-0.935,所以該蛋白為親水性蛋白(圖7)。

      利用TMHMM 2.0Server和TMpred對(duì)該蛋白跨膜區(qū)域進(jìn)行分析,結(jié)果表明跨膜區(qū)域?yàn)???缒^(qū)域中氨基酸序列的期望值大于18時(shí),蛋白才有跨膜區(qū)域。該蛋白在跨膜區(qū)域中的氨基酸序列期望值僅為0.013 26。因此,垂穗披堿草WM8蛋白沒(méi)有跨膜區(qū)域。

      通過(guò)PSORT WWW Server中的工具PSORT Prediction,對(duì)垂穗披堿草 WM8蛋白進(jìn)行細(xì)胞定位顯示,該蛋白存在于細(xì)胞核(nucleus)中的可能性為76.0%,存在于過(guò)氧化物酶體(microbody peroxisome)、線粒體雜基空間(mitochondrial matrix space)和葉綠體類(lèi)囊體膜(chloroplast thylakoid membrane)中的可能性較小,分別為30%,10%和10%。該蛋白是否存在于細(xì)胞壁膜間隙、外膜及內(nèi)膜等都無(wú)法確定。

      圖6 EnWM8與小麥50個(gè)MADS基因、AtWM8和AtAGL29序列系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析Fig.6 Analysis of the phylogentic relationship among the deduced amino acid sequences of EnWM8,50MADS genes of T.aestivum,AtWM8and AtAGL29

      2.3.3 垂穗披堿草 WM8蛋白二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè) 通過(guò) NPSA(http://npsa-pbil.ibcp.fr/)對(duì)垂穗披堿草WM8蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)(圖8),分析預(yù)測(cè)結(jié)果顯示,垂穗披堿草WM8蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)中主要為α-螺旋、無(wú)規(guī)則卷曲和延伸鏈,所占比例分別為52.36%,37.82%和9.82%。可見(jiàn),α-螺旋、無(wú)規(guī)則卷曲和延伸鏈構(gòu)成了其二級(jí)結(jié)構(gòu)的重要部分。

      通過(guò)Expasy(http://au.expasy.org/tools/)網(wǎng)站中SwissModel程序?qū)Υ顾肱麎A草 WM8蛋白的三維空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了預(yù)測(cè),結(jié)果表明(圖9),該蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)中主要為α-螺旋、無(wú)規(guī)則卷曲和延伸鏈,所占比例依次為α-螺旋最多,無(wú)規(guī)則卷曲次之,延伸鏈最少,無(wú)β-折疊存在。這與通過(guò) NPSA(http://npsa-pbil.ibcp.fr/)對(duì)該蛋白進(jìn)行的二級(jí)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)結(jié)果一致。

      圖7 垂穗披堿草WM8蛋白的疏水性分析Fig.7 The hydrophobicity analysis of WM8protein fromE.nutans

      圖8 垂穗披堿草WM8蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)Fig.8 The secondary structure prediction of WM8protein fromE.nutans

      圖9 垂穗披堿草WM8蛋白的三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)Fig.9 The three-dimensional structure prediction of WM8protein fromE.nutans

      3 討論

      本研究根據(jù)MADS區(qū)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)并性引物,利用RT-PCR的方法獲得EnWM8基因cDNA片段,然后利用與NCBI上已公布的WM8及其同源基因的序列進(jìn)行比對(duì),選取與其相似性最高的全長(zhǎng)序列設(shè)計(jì)特異引物,通過(guò)RT-PCR的方法克隆獲得了一段完整的cDNA序列,全長(zhǎng)1 196bp,其中包含一段828bp的開(kāi)放閱讀框,編碼275個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì),具有典型的高保守的MADS-box結(jié)構(gòu)域以及半保守的K區(qū),說(shuō)明EnWM8是典型的MADS-box基因。

      EnWM8推導(dǎo)的氨基酸序列與小麥的WM8、AGL29和fruitful-like相似性較高,分別為95.62%,96.72%和96.28%,且與小麥的50個(gè) MADS-box基因、擬南芥的AtWM8及AtAGL29基因編碼的蛋白質(zhì)序列經(jīng)由DNAMAN軟件推演的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)顯示結(jié)果與其相符,同時(shí)也說(shuō)明了垂穗披堿草與小麥親緣關(guān)系較近,而與擬南芥親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。另外,推演系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)時(shí)還發(fā)現(xiàn)MADS-box基因5′端均高度保守,而3′末端變異較大,這也驗(yàn)證了MADS-box基因家族典型的MADS-box結(jié)構(gòu)域的存在。單子葉植物和雙子葉植物兩者花器官形態(tài)雖有所不同,但其各輪花器官亦可基本對(duì)應(yīng)。就垂穗披堿草和擬南芥而言,水稻中的內(nèi)外稃、漿片、雄蕊和心皮分別對(duì)應(yīng)擬南芥中的萼片、花瓣、雄蕊和心皮,且MADS-box基因在單子葉植物和雙子葉植物中在結(jié)構(gòu)和功能上都具有相當(dāng)?shù)谋J匦裕?4,27]。按系統(tǒng)進(jìn)化分析,EnWM8屬于 MIKC型 MADS-box基因,且與小麥的WM8、AGL29和fruitful-like氨基酸序列相似性較高(均大于95%)。擬南芥中AGL29基因是控制花粉成熟及其競(jìng)爭(zhēng)能力的下游調(diào)控因子[28],而fruitful-like基因既在花發(fā)育早期促進(jìn)花序分生組織的形成,又在花發(fā)育的晚期影響心皮的形成及角果的開(kāi)裂,同時(shí)還影響葉片的發(fā)育[29]。據(jù)此推測(cè)WM8基因與它們的功能相似。然而,關(guān)于MADS-box基因WM8的研究很少,僅在擬南芥、小麥等植物中少有報(bào)道[15],其具體基因功能更是未明,有待于進(jìn)一步研究。

      利用生物信息學(xué)分析軟件對(duì)垂穗披堿草WM8蛋白的結(jié)構(gòu)分析結(jié)果顯示,主肽鏈由275個(gè)氨基酸組成,理論等電點(diǎn)為9.14,蛋白分子量為31 511.7Da,分子式為C1353H2192N412O427S14,是一個(gè)堿性蛋白。蛋白質(zhì)疏水性預(yù)測(cè)中,GRAVY值的范圍是-2~2,正值表明該蛋白為疏水性蛋白,負(fù)值表明為親水性蛋白。利用ProtParam工具統(tǒng)計(jì)的GRAVY為-0.935,所以垂穗披堿草WM8蛋白質(zhì)為親水性蛋白質(zhì)。對(duì)垂穗披堿草WM8蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的分析發(fā)現(xiàn),該蛋白可以形成α-螺旋、無(wú)規(guī)則卷曲和延伸鏈,所占比例分別為52.36%,37.82%和9.82%。不同的氨基酸,對(duì)于形成不同的二級(jí)結(jié)構(gòu)有著不同的能力。異亮氨酸、纈氨酸及蘇氨酸等有分枝的氨基酸,通常采用β-折疊的形態(tài)。脯氨酸對(duì)于α-螺旋的穩(wěn)定性有一定的破壞能力。而在垂穗披堿草WM8蛋白中,這些氨基酸的含量較少,因此形成β-折疊的可能性也較小,這可能是相當(dāng)比例的無(wú)規(guī)則卷曲出現(xiàn)的原因。該蛋白堿性氨基酸含量大于酸性氨基酸含量,因此其等電點(diǎn)較高(pI為9.14)。垂穗披堿草WM8蛋白通過(guò)生物信息軟件分析,沒(méi)有N端信號(hào)肽,也沒(méi)有跨膜結(jié)構(gòu),因此可以預(yù)測(cè)該蛋白可能定位于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中。通過(guò)PSORT WWW Server中的工具PSORT Prediction對(duì)垂穗披堿草WM8蛋白進(jìn)行細(xì)胞定位,結(jié)果顯示,該蛋白存在于細(xì)胞核中的可能性為76.0%,與上述預(yù)測(cè)一致。對(duì)該蛋白的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)分析可知,該蛋白富含α-螺旋和無(wú)規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu),因此,該蛋白的主要功能很可能由這些結(jié)構(gòu)承載。

      總之,本研究從垂穗披堿草中分離獲得了EnWM8基因的全長(zhǎng)cDNA序列,并進(jìn)行了系統(tǒng)的序列分析以及蛋白結(jié)構(gòu)分析,不僅為進(jìn)一步研究EnWM8基因在垂穗披堿草中的表達(dá)分析、功能驗(yàn)證、蛋白的分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系等奠定了基礎(chǔ),且可為深入研究垂穗披堿草的花發(fā)育、種子成熟等機(jī)制提供參考。

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