菠萝蜜蔗糖合成酶（AhSS2）基因全长序列的克隆及多态性分析

发布时间：2020-06-30 19:11

【摘要】：菠萝蜜是一种常见的的热带水果,其主要糖成分是葡萄糖、果糖和蔗糖。已有研究表明,其果实成熟过程中,糖积累的关键酶之一是蔗糖合成酶。本研究利用RACE(rapid-amplification of cDNA ends)技术克隆了蔗糖合成酶(AhSS2)基因的全长序列,对其进行了生物信息学分析;同时分析了其内含子及外显子序列在现有菠萝蜜种质中的多态性。获得的主要研究结果如下:1、利用RACE技术得到蔗糖合成酶AhSS2基因的cDNA全长序列,共2788 bp,ORF长2436 bp,位于148 nt-2583 nt之间,共编码811个氨基酸。AhSS2基因所编码的蛋白质相对分子量是92.583 kDa,等电点pI为5.77,属于亲水性酸性蛋白质。主要存在两个结构域,第一个是8-555 nt的蔗糖合成酶位点,另一个是558-745 nt之间的糖基化转移酶位点。生物信息学分析表明,没有信号肽及跨膜结构域。利用生物信息学方法,对其所编码蛋白质的二级结构及三维结构进行了分析。2、利用基因组总DNA,根据外显子序列设计引物,获得了AhSS2基因的全长序列和AhSS1的外显子1-2和内含子1序列。菠萝蜜AhSS2基因共有15个外显子,其长度依次为96 bp、131 bp、156 bp、193 bp、119 bp、219 bp、94 bp、172 bp、115 bp、172 bp、224 bp、322 bp、244 bp、141 bp、28 bp;有14个内含子,其长度依次为127bp、453 bp、110 bp、228 bp、146 bp、170 bp、110 bp、301 bp、88 bp、172 bp、412bp、93 bp、82 bp、123 bp。菠萝蜜AhSS1基因共得到2个外显子,长度分别为39-41bp、52 bp;1个内含子,长度为192-220 bp。3、分析了AhSS2和AhSS1的部分外显子和内含子序列在45份菠萝蜜种质间的多态性。在种质中,基于AhSS2基因外显子1-7序列的平均遗传相似系数分别为99.53%、99.40%、98.06%、99.94%、95.92%、98.04%、97.20%;基于AhSS1基因外显子1、2序列的平均遗传相似系数分别是93.84%、99.62%;基于AhSS2基因内含子2-6序列的平均遗传相似系数分别为84.79%、91.35%、96.51%、88.85%、91.34%;基于AhSS1基因内含子1序列的平均遗传相似系数是84.98%。其中,AhSS2基因外显子1和2参与形成蔗糖合成酶结构域,AhSS2基因外显子4和5参与形成糖基化转移酶结构域。4、AhSS2基因外显子1-7在45份菠萝蜜种质中的序列长度分别为109 bp、104 bp、178-179 bp、73 bp、223-227 bp、243-245 bp、140-142 bp,AhSS1基因外显子1-2在45份菠萝蜜种质中的序列长度分别为39-41 bp、52 bp。在45份种质间,AhSS2基因的外显子1序列有SNP 10个;外显子2序列有SNP 8个;外显子3序列有SNP 13个,INDEL 1个;外显子4序列有SNP 2个;外显子5序列有SNP25个,INDEL3个;外显子6序列有SNP 17个,INDEL 2个;外显子7序列有SNP 12个,INDEL 2个。AhSS1基因外显子1序列有SNP 4个,INDEL 2个;外显子2有SNP 7个。在45份菠萝蜜种质中,AhSS2基因内含子2-6的序列长度分别是427-488 bp、398-411 bp、92-93 bp、81-83 bp、192-216 bp,AhSS1基因内含子1的序列长度分别为192-220 bp。45份种质内,AhSS2基因的内含子2序列有SNP 145个,INDEL22个;内含子3序列有SNP 74个,INDEL 12个;内含子4序列有SNP 8个,INDEL 1个;内含子5序列有SNP19个,INDEL2个;内含子6序列有SNP 28个,INDEL 9个。AhSS1基因的内含子1序列有SNP 54个,INDEL 13个。
【学位授予单位】：广东海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S667.8;Q943.2
【图文】：

菠萝蜜,内含子,外显子

图2-4菠萝蜜AhSS2基因的ORF分析Fig. 2-4 ORFAnalysis of AhSS2 in Jackfruit2.4.5 菠萝蜜 AhSS2 基因的全长序列分析菠萝蜜AhSS2基因共包含有15个外显子，分别是外显子1长96 bp，外显子2长131bp，外显子3长156 bp，外显子4长193 bp，外显子5长119 bp，外显子6长219 bp，外显子7长94 bp，外显子8长172 bp，外显子9长115 bp，外显子10长 172 bp，外显子11长224 bp，外显子12长322 bp，外显子13长244 bp，外显子14长141 bp，外显子15长28 bp；另外有14个内含子，分别是内含子1长127 bp，内含子2长453 bp，内含子3长110 bp，内含子4长228 bp，内含子5长146 bp，内含子6长170 bp，内含子7长110 bp，内含子8长301 bp，内含子9长88 bp，内含子10长172 bp，内含子11长412 bp，内含子12长93 bp，内含子13长82 bp，内含子14长123 bp。2.4.6 菠萝蜜蔗糖合成酶 AhSS2 基因的核苷酸相似性分析利用NCBI（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/home/analyze.shtml）提供的数据库，进行核苷酸序列的相似性比对，结果显示，目的基因cDNA序列与桑树的相似度最高，有93 %，他们同属一个属类。其次，与枣的相似度达到85 %，与核桃、葡萄的相似度达到83 %，与巴西橡胶树、龙眼、柑橘、麻疯树则有82 %的相似度，与蓖麻、大

菠萝蜜,麻疯树,蓖麻,分子进化树

狭叶羽扇豆、甜橙、棉、麻疯树则有85 %的相似度，与蓖麻、茶的相似度为84 %，最后则是相似度为83 %的胡杨。图2-5 AhSS2核苷酸序列分子进化树Fig. 2-5 Phylogenetic analysis of cDNA sequences of the AhSS22.4.9 菠萝蜜蔗糖合成酶 AhSS2 基因的氨基酸分子进化树的构建图2-6 AhSS2氨基酸序列分子进化树Fig. 2-6 Phylogenetic analysis of amino acid sequences of the AhSS2花生鹰嘴豆赤豆大豆木豆白梨核桃枣菠萝蜜桑树葡萄龙眼柑橘蓖麻橡胶树麻疯树巴西橡胶树麻疯树蓖麻胡杨菠萝蜜葡萄巨桉可可棉甜橙茶核桃狭叶羽扇豆枣赤豆大豆木豆花生鹰嘴豆ArachisCicerVignaGlycineCajanusPyrusJuglansZiziphusArtocarpusMorusVitisDimocarpusCitrusRicinusHeaveaJatrophaHevea brasiliensisJatropha curcasRicinus communisPopulus euphraticaArtocarpus heterophyllus Lam.Vitis viniferaEucalyptus grandis

【参考文献】