葡萄耐铝毒基因MATE的克隆与表达分析

发布时间：2021-01-28 13:57

　　【目的】铝毒胁迫是酸性土壤中抑制葡萄生长的主要因素之一,为了探明葡萄MATE基因的结构特征和表达量与其耐铝毒能力的关系。【方法】以耐铝性强的品种‘红地球’和耐铝性弱的品种‘贝达’的叶片cDNA为模板,采用PCR和TA克隆技术获得VvMATE和VrlMATE两个基因序列,对其进行生物信息学和铝胁迫下的表达分析,并测定铝胁迫下的丙二醛含量及抗氧化酶活性,对两个品种该基因的表达和生理指标的变化与耐铝毒能力的关系进行比较。【结果】克隆获得了‘红地球’VvMATE基因和‘贝达’VrlMATE基因,二者序列全长均为1 794 bp,均编码597个氨基酸;二者的分子质量分别为68.28 ku和68.82 ku,理论等电点分别为10.15和9.92;二者的二级结构组分占比由高到低均为无规则卷曲、α-螺旋和折叠延伸链,三级空间结构由α-螺旋、β-折叠片和β-转角等组成;系统进化树分析发现,VvMATE和VrlMATE的同源性为91%,二者与大麦HvMATE、小麦TaMATE、高粱SbMATE和水稻OsMATE的同源性均在70%以上;此外,二者的MATE基因表达量在铝胁迫下均先上升后下降,其中耐铝性强的‘... 

【文章来源】：江西农业大学学报. 2020,42(05)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

葡萄MATE基因PCR产物电泳图

蛋白多肽链本身的折叠和盘绕方式即蛋白的二级结构。用GOR4对MATE基因编码的蛋白二级结构进行预测，结果如图4所示：在组成‘红地球’MATE蛋白的597个氨基酸中，无规则卷曲（Cc）占52.43%、α-螺旋（Hh）占26.97%、折叠延伸链（Ee）占20.60%；在组成‘贝达’MATE蛋白的597个氨基酸中，无规则卷曲（Cc）占49.73%、α-螺旋（Hh）占33.21%、折叠延伸链（Ee）占17.06%。两个品种二级结构中占比由高到低均有无规则卷曲、α-螺旋和折叠延伸链的规律，α-螺旋（Hh）对蛋白骨架主要起到稳定作用，而无规则卷曲（Cc）结构决定了蛋白质的功能，两个葡萄品种MATE蛋白无规则卷曲（Cc）和α-螺旋（Hh）所占比例最大，说明MATE基因对葡萄的解毒起着重要的作用。图3‘贝达’MATE基因全长序列及氨基酸序列

图2‘红地球’的MATE基因c DNA全长序列及氨基酸序列用SWISS-MODEL在线工具进行预测后发现，葡萄MATE蛋白的三维结构由α-螺旋、β-折叠片、β-转角等组成。如图5所示，‘红地球’MATE蛋白的三级结构含有2个α-螺旋、3个β-折叠片、4个β-转角；‘贝达’MATE蛋白的三级结构含有2个α-螺旋、3个β-折叠片、3个β-转角。

【参考文献】：
期刊论文
[1]丹波黑大豆GmMATE2基因的克隆及功能鉴定[J]. 胡俊,刘卢生,韩蓉蓉,魏运民,汪莹,蒋曹德,玉永雄.  农业生物技术学报. 2019(07)
[2]铝毒胁迫下大豆ALMT和MATE基因的特异性表达[J]. 侯高杰,邱爱华,王茜.  安徽农业科学. 2015(19)
[3]水杨酸对缓解葡萄苗铝毒害的生理机制[J]. 张永福,任禛,陈泽斌,彭声静,牛燕芬,董翠莲,陈瑞.  华北农学报. 2015(01)
[4]植物铝毒害及遗传育种研究进展[J]. 黄邦全,白景华,薛小桥.  植物学通报. 2001(04)

博士论文
[1]紫花苜蓿铝胁迫响应基因MsMATE与MsSTOP1的功能与表达调控研究[D]. 张宝云.重庆大学 2017
[2]饭豆MATE基因功能及其表达调控机制研究[D]. 刘美雅.浙江大学 2014

硕士论文
[1]香橙CjMATE基因的克隆与功能初步分析[D]. 刘青松.西南大学 2012



本文编号：3005116