甘蔗Na + /H + 逆转运蛋白基因的克隆与表达分析

发布时间：2021-03-24 13:05

　　Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因SOS1（salt overly sensitive 1）是植物耐盐性的必需基因之一,在植物抵御盐胁迫过程中发挥十分重要的作用。本研究以小麦EST序列KJ563230为探针,利用电子克隆技术结合RT-PCR,获得一条甘蔗SOS1基因的cDNA序列,命名为ScSOS1（GenBank登录号为KT003285）。序列分析结果表明,该基因全长1403 bp,包含一个1272 bp的开放阅读框,编码423个氨基酸的蛋白质。ScSOS1蛋白的相对分子质量为47.6 kD,理论等电点（pI）为9.12。氨基酸序列分析表明,ScSOS1蛋白具有一个CAP-ED superfamily结构域。生物信息学预测显示,ScSOS1的编码蛋白为亲水性蛋白,不存在信号肽,二级结构元件多为无规则卷曲,主要参与中间代谢。实时荧光定量PCR分析表明,ScSOS1基因的表达具有组织特异性,在甘蔗叶鞘、蔗皮、蔗髓、侧芽和根中均有表达,其中在叶鞘中的表达量最高,根中的表达量最低。此外在NaCl、PEG、ABA、SA和MeJA的胁迫过程中,该基因表达均受... 

【文章来源】：作物学报. 2016,42(04)北大核心CSCD

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【部分图文】：

甘蔗ScSOS1基因的RT-PCR扩增Fig.1RT-PCRamplificationofScSOS1geneinsugarcaneM:marker2000bp;1:RT-PCR产物

第4期刘峰等:甘蔗Na+/H+逆转运蛋白基因的克隆与表达分析505图2甘蔗ScSOS1基因的RT-PCR扩增验证所获得的序列及其推导的氨基酸序列(*:终止密码子)Fig.2NucleotideacidsequenceanddeducedaminoacidsequenceofsugarcaneScSOS1geneobtainedbycloning(*stopcodon)黑色框部分为特异性引物在基因序列中的位置。Thesequencefragmentcomplementarytoprimerishighlightedinblackbox.表3甘蔗ScSOS1蛋白二级结构预测分析Table3SecondarystructurepredictionofsugarcaneScSOS1protein二级结构类型Secondarystructuretype氨基酸残基数目(个)Aminoacidresiduenumber(a)百分比Percentage(%)α-螺旋Alpha-helix13932.86延伸链Extendedstrand6715.84无规则卷曲Randomcoil21751.30β-螺旋Beta-helix002.2.3甘蔗ScSOS1蛋白质三级结构预测根据SWISSMODEL软件预测,ScSOS1空间结构以无规则卷曲和螺旋为主。比较甘蔗、玉米、小麦和水稻的ScSOS1蛋白的三维结构虚拟图,结果如图3显示,甘蔗ScSOS1蛋白的三级结构与高粱、水稻、小麦和玉米SOS1蛋白的三级结构都存在一定的差异。2.2.4甘蔗ScSOS1蛋白信号肽预测和分析根据SignalP4.1Server软件预测可知,第40位赖氨酸残基具有最高的原始剪切位点分值0.130和最高的信号肽分值0.125,第39位丙氨酸残基具有最高的综合剪切位点分值0.267。由于最后获得氨基酸残基的加权平均值较小,为0.0.118(远远小于0.5),推测ScSOS1基因所编码的蛋白不存在信号肽,即为非分泌型蛋白,说明该蛋白在细胞质中合成后不能被转运(表4)。2.2.5甘蔗ScSOS1蛋白疏水性/亲水性的预测和分析蛋白质的疏水性可根据蛋白的平均疏水性(GRAVY)值来预测,当GRAVY大于零时,为疏水蛋白;当GRAVY小于零时,为亲水蛋白[43]。根据ProtScale软?

506作物学报第42卷图3甘蔗、高粱、水稻、小麦和玉米SOS1蛋白三级结构预测Fig.3PredictedthirdstructureofSOS1proteininsugarcane,sorghum,nice,wheat,andmaize表4甘蔗ScSOS1蛋白信号肽预测Table4SignalP-NNpredictionforsugarcaneScSOS1protein指标Index位点Site分值Score有无信号肽SignalpeptideMax.C400.130Max.Y400.125Max.S390.267MeanS1–390.112D1–390.118AbsenceCscore:原始剪切位点的分值;Sscore:信号肽的分值;Yscore:综合剪切位点的分值;S-mean:信号肽分值的平均值;Dscore:S-mean和Y-max的加权平均值。Cscore:scoresofPutativecleavagesite;Sscore:scoresofSignalpeptide;Yscore:scoresofSynthesiscleavagesiteS-mean:theav-erageoftheS-score;Dscore:aweightedaverageoftheS-meanandtheY-maxscores.2.2.6甘蔗ScSOS1蛋白的功能预测根据Profun2.2Server软件预测,该蛋白主要参与中间代谢,可能性为3.189,其次也可能参与翻译、氨基酸生物合成及脂肪酸代谢,可能性依次为2.957、2.656和1.729。2.2.7甘蔗ScSOS1亚细胞定位预测根据Psort软件预测,甘蔗ScSOS1蛋白可能被定位于细胞核(60.0%),其次是微体(过氧化物酶体)(30.0%),再次是线粒体基质的空间(10.0%)、溶酶体(10.0%)。2.2.8甘蔗ScSOS1蛋白的保守结构域预测如图4所示,甘蔗ScSOS1蛋白包含CAP-ED(catabolitegeneactivatorprotein-effectordomain)superfamily和一个Crpdomain(cAMP-receptorproteins),含有一个ligand结合位点和一个cNMP(cyclicnucleo-tide-monophosphate)结合位点。2.2.9甘蔗ScSOS1蛋白的氨基酸同源性分析选择高粱(Sorghumbicolor,gb|XP_002443674.1|)、海滨盐草(Distichlisspicata,gb|ACZ05629.1|)、海枣(Phoenixdactylifera,gb|XP_00

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]水稻耐盐性的遗传分析及耐盐相关基因的克隆[D]. 邱生平.南京农业大学 2005

硕士论文
[1]互花米草SOS1基因和HKT1基因的克隆及耐盐转基因水稻研究[D]. 张莹.烟台大学 2012



本文编号：3097778