大豆胞囊线虫病抗性候选基因GmPEBP4-1克隆及表达分析
发布时间：2021-06-06 04:03
研究利用抗病材料东农L-10转录组测序结果,选取差异表达的磷脂酰乙醇胺结合蛋白（PEBP）基因命名为GmPEBP4-1。通过基因克隆、生物信息学和表达模式分析研究GmPEBP4-1基因对SCN响应及生理功能的影响。结果表明,GmPEBP4-1基因CDS全长519 bp,编码172个氨基酸,蛋白分子质量为19.34 ku,是一种亲水性蛋白;氨基酸组分中精氨酸（Arg）、脯氨酸（Pro）和缬氨酸（Val）占比最高;等电点为9.16,初步预测为酸性蛋白;蛋白保守结构域分析发现含有保守PEBP结构域;蛋白质二级结构中无规则卷曲所占比例最高（54.07%）,其次为延伸链（25.58%）、α-螺旋（16.28%）、β-转角（4.07%）;系统进化树分析表明,GmPEBP4-1蛋白与相思子PEBP蛋白亲缘性最近;启动子元件分析表明,存在茉莉酸甲酯（MEJA）、TCT-rich repeats,P-box和ABRE等应激、胁迫相关顺式作用元件,推测该基因参与逆境胁迫反应;利用实时荧光定量PCR分析发现,在抗病材料中,大豆胞囊线虫4号生理小种胁迫各时间段GmPEBP4-1基因表达量均显著高于对照,而感病...
【文章来源】：东北农业大学学报. 2020,51(10)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
东农L-10根部总RNA检测
以反转录后c DNA为模板，利用Gm PEBP4-1克隆引物对其作PCR扩增，扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测，结果见图2,Gm PEBP4-1基因扩增片段长度为500 bp左右，与预期519 bp一致，将PCR扩增产物测序比对，结果见图3，与参考序列相同，证明PCR扩增结果正确。通过Ex PASy-Pro Param分析Gm PEBP4-1(Glycine max Wm82.a2.v1）基因序列编码蛋白质理化性质，结果表明，Gm PEBP4-1编码172个氨基酸，Ex PASy-Pro Param蛋白分子质量为19.34 ku，原子总数为2 716个，化学式为C854H1358N246O249S9，不稳定指数（Instability index,II)52.58（大于40.0），是一种不稳定蛋白，脂肪系数76.98，总平均亲水性-0.337。进一步分析氨基酸组分显示（见图4），精氨酸（Arg）、脯氨酸（Pro）和缬氨酸（Val）占比最高，等电点为9.16，含有19个负电荷氨基酸残基（Asp+Glu）和22个正电荷氨基酸残基（Arg+Lys），预测为酸性蛋白。通过在线工具Ex PASy-Pro Scale预测分析编码蛋白疏水性（见图5),Gm PEBP4-1蛋白在126-149位氨基酸有最强亲水性，其在第141位处有最强亲水峰值-3.189；在第14-29位氨基酸区域有较强疏水性，其中第155处有最大疏水性峰值1.911。亲水性氨基酸多于疏水性氨基酸，属于亲水性蛋白。通过NCBI CDD(Conserved Protein Domain Family）分析Gm PEBP4-1蛋白保守结构域（见图6），该基因保守结构域为磷脂酰乙醇胺结合蛋白（PEBP,PF01161）结构域，存在8个底物结合位点。对该基因蛋白质二级结构预测得到其TM螺旋长度主要存在4种结构（见图7），分别为16.28%α-螺旋（Alpha helix,Hh）、25.58%延伸链结构（Extended strand,E）、4.07%β-转角结构（Beta turn）及54.07%无规则卷曲结构（Random coil）。从NCBI数据库中选取与大豆Gm PEBP4-1蛋白相似性较高的8种蛋白氨基酸序列，构建系统进化树，根据不同物种亲缘远近可分为两组（见图8），大豆（Glycine max）、相思子（Abrus precatorius）、胡桃（Juglans regia）、树棉（Gossypium arboreum）、蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）、番木瓜（Carica papaya）、菜豆（Phaseolus vulgaris）聚为一组，拟南芥（Arabidopsis thaliala）、长蒴黄麻（Corchorus olitorius）聚为一组。两个分组中，大豆Gm PEBP4-1蛋白与相思子PEBP蛋白亲缘性最高。
Gm PEBP4-1蛋白氨基酸组成
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度对番茄根结线虫抗性相关基因表达的影响[J]. 王银磊,赵统敏,杨文才,沈火林. 江苏农业学报. 2014(06)
[2]大豆PEBP基因家族的初步分析[J]. 张礼凤,徐冉,张彦威,戴海英,王彩洁,李伟,张军. 植物遗传资源学报. 2015(01)
[3]大豆种质资源对胞囊线虫病1号、3号和4号生理小种的抗性鉴定[J]. 曹广禄,赵雪,王强,孟宪新,魏淑红,韩英鹏,武小霞,李文滨. 大豆科学. 2014(04)
[4]差异显示法克隆与小麦低温诱导相关的磷脂酰乙醇胺结合蛋白基因[J]. 刘瑞芬,余东,孙学武,谭炎宁,孙志忠,袁贵龙,段美娟,袁定阳. 基因组学与应用生物学. 2013(03)
[5]PEBP家族基因在植物中功能的研究进展[J]. 朱岩,彭振英,张斌,毕玉平. 山东农业科学. 2013(02)
本文编号：3213562
【文章来源】：东北农业大学学报. 2020,51(10)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
东农L-10根部总RNA检测
以反转录后c DNA为模板，利用Gm PEBP4-1克隆引物对其作PCR扩增，扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测，结果见图2,Gm PEBP4-1基因扩增片段长度为500 bp左右，与预期519 bp一致，将PCR扩增产物测序比对，结果见图3，与参考序列相同，证明PCR扩增结果正确。通过Ex PASy-Pro Param分析Gm PEBP4-1(Glycine max Wm82.a2.v1）基因序列编码蛋白质理化性质，结果表明，Gm PEBP4-1编码172个氨基酸，Ex PASy-Pro Param蛋白分子质量为19.34 ku，原子总数为2 716个，化学式为C854H1358N246O249S9，不稳定指数（Instability index,II)52.58（大于40.0），是一种不稳定蛋白，脂肪系数76.98，总平均亲水性-0.337。进一步分析氨基酸组分显示（见图4），精氨酸（Arg）、脯氨酸（Pro）和缬氨酸（Val）占比最高，等电点为9.16，含有19个负电荷氨基酸残基（Asp+Glu）和22个正电荷氨基酸残基（Arg+Lys），预测为酸性蛋白。通过在线工具Ex PASy-Pro Scale预测分析编码蛋白疏水性（见图5),Gm PEBP4-1蛋白在126-149位氨基酸有最强亲水性，其在第141位处有最强亲水峰值-3.189；在第14-29位氨基酸区域有较强疏水性，其中第155处有最大疏水性峰值1.911。亲水性氨基酸多于疏水性氨基酸，属于亲水性蛋白。通过NCBI CDD(Conserved Protein Domain Family）分析Gm PEBP4-1蛋白保守结构域（见图6），该基因保守结构域为磷脂酰乙醇胺结合蛋白（PEBP,PF01161）结构域，存在8个底物结合位点。对该基因蛋白质二级结构预测得到其TM螺旋长度主要存在4种结构（见图7），分别为16.28%α-螺旋（Alpha helix,Hh）、25.58%延伸链结构（Extended strand,E）、4.07%β-转角结构（Beta turn）及54.07%无规则卷曲结构（Random coil）。从NCBI数据库中选取与大豆Gm PEBP4-1蛋白相似性较高的8种蛋白氨基酸序列，构建系统进化树，根据不同物种亲缘远近可分为两组（见图8），大豆（Glycine max）、相思子（Abrus precatorius）、胡桃（Juglans regia）、树棉（Gossypium arboreum）、蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）、番木瓜（Carica papaya）、菜豆（Phaseolus vulgaris）聚为一组，拟南芥（Arabidopsis thaliala）、长蒴黄麻（Corchorus olitorius）聚为一组。两个分组中，大豆Gm PEBP4-1蛋白与相思子PEBP蛋白亲缘性最高。
Gm PEBP4-1蛋白氨基酸组成
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度对番茄根结线虫抗性相关基因表达的影响[J]. 王银磊,赵统敏,杨文才,沈火林. 江苏农业学报. 2014(06)
[2]大豆PEBP基因家族的初步分析[J]. 张礼凤,徐冉,张彦威,戴海英,王彩洁,李伟,张军. 植物遗传资源学报. 2015(01)
[3]大豆种质资源对胞囊线虫病1号、3号和4号生理小种的抗性鉴定[J]. 曹广禄,赵雪,王强,孟宪新,魏淑红,韩英鹏,武小霞,李文滨. 大豆科学. 2014(04)
[4]差异显示法克隆与小麦低温诱导相关的磷脂酰乙醇胺结合蛋白基因[J]. 刘瑞芬,余东,孙学武,谭炎宁,孙志忠,袁贵龙,段美娟,袁定阳. 基因组学与应用生物学. 2013(03)
[5]PEBP家族基因在植物中功能的研究进展[J]. 朱岩,彭振英,张斌,毕玉平. 山东农业科学. 2013(02)
本文编号：3213562
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3213562.html
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