NBA1/MERIT40在3种沙棘中的适应性分化研究——兼论二代测序技术在杂种鉴定中的应用
发布时间：2021-10-16 08:53
随着高通量测序技术的发展,从"组学"水平研究适应性进化分子机制成为进化生物学的研究热点。本研究以沙棘属的中国沙棘、肋果沙棘及二者的同倍化杂交物种棱果沙棘为材料,通过转录组测序,筛选出了受到正选择（w> 1）的BRCA1-A&BRISC复合体亚基NBA1基因。生物信息学分析表明,NBA1基因在3种沙棘中编码区全长为771 bp,共编码256个氨基酸,为核定位的亲水性蛋白。中国沙棘与肋果沙棘中NBA1的氨基酸序列在218与236位存在差异,中国沙棘中靠近结合位点的218位突变为甲硫氨酸,不同于肋果沙棘及其他陆生植物中NBA1亚基VWA结构域中保守的亮氨酸,导致二者的蛋白质三级结构发生明显变化,且使中国沙棘与肋果沙棘中该蛋白结合位点的空间排布产生显著差异。综上,推测二者的NBA1亚基在结合其他亚基方面有所不同,主要导致了BRCA1-A复合体修复紫外辐射引起的DNA损伤修复功能方面出现差异,这可能与中国沙棘与肋果沙棘对不同海拔环境的适应有关。此外,Sanger测序验证了二代测序结果的准确性,证明该基因在亲本种中国沙棘与肋果沙棘中是纯合的单拷贝,在杂种棱果沙棘中以共显性的杂合方式存...
【文章来源】：植物研究. 2020,40(05)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
NBA1基因克隆结果及Sanger测序与二代测序序列进化树A.NBA1基因PCR结果;B.Sanger法测序与二代测序序列进化树(带下划线的为Sanger法测序序列);C.NBA1基因菌液PCR部分结果
图1 NBA1基因克隆结果及Sanger测序与二代测序序列进化树A.NBA1基因PCR结果;B.Sanger法测序与二代测序序列进化树(带下划线的为Sanger法测序序列);C.NBA1基因菌液PCR部分结果2.2 NBA1基因在3种沙棘中的表达量分析
Prot Param工具分析得出，Hr NBA1与Hn NBA1的分子式分别为:C1257H1998N352O389S14,C1260H2002N352O388S13;分子量分别为:28 714.66,28 706.66;等电点均为5.910;且为亲水性蛋白。分析其在细胞中的定位得知，该蛋白质位于细胞核内，且核定位序列为209～240区域。Zhanglab网站I-TASS-ER程序预测Hr NBA1与Hn NBA1蛋白的三级结构如图4所示，二者的蛋白质三级结构与小鼠中BRCA1-A复合体亚基NBA1的蛋白质三级结构高度相似[48]。也与TFIIH转录因子的Tfb4/p44亚基的蛋白质三级结构相似[49]。该蛋白质的结合位点由26,59,63,74,141,165,167,197,198,200,211等十一个位点的氨基酸组成;Hr NBA1与HnNBA1在218位点处氨基酸的差异导致二者218位点后的蛋白质结构发生变化;236位点处Hn N-BA1的脯氨酸导致此处蛋白质的无规则卷曲发生折叠，Hr NBA1较之更为舒展。图4 NBA1的蛋白质三级预测结构A,C.Hr NBA1的三级预测结构(cartoon模式);B,D.Hn NBA1的三级预测结构(mesh模式，红色标记为该蛋白的配体结合位点)
【参考文献】：
期刊论文
[1]自然杂交与物种形成[J]. 王玉国. 生物多样性. 2017(06)
[2]二倍体杂交种棱果沙棘双向杂交起源及其母本主要来源于中国沙棘的分子证据[J]. 蒋严妃,严容,苏雪,陈纹,孙坤. 植物研究. 2014(01)
[3]麻黄属rbcL基因的适应性进化检测与结构模建[J]. 刘念,王庆彪,陈婕,朱勇,扎西次仁,胡祎瑶,陈凡,钟扬. 科学通报. 2010(14)
[4]基于叶绿体DNA trnL-F序列研究肋果沙棘的谱系地理学[J]. 孟丽华,杨慧玲,吴桂丽,王玉金. 植物分类学报. 2008(01)
[5]沙棘属植物的分布格局及其成因[J]. 陈学林,廉永善. 沙棘. 2007(04)
[6]青藏高原高山植物的形态和解剖结构及其对环境的适应性研究进展[J]. 何涛,吴学明,贾敬芬. 生态学报. 2007(06)
[7]中国沙棘属种质资源及其生境类型的研究[J]. 陈学林,马瑞君,孙坤,廉永善. 西北植物学报. 2003(03)
[8]高山植物的抗寒抗冻特性[J]. 卢存福,简令成,匡廷云. 植物学通报. 1998(03)
[9]沙棘属植物起源的研究[J]. 廉永善,陈学林,于倬德,敖复. 沙棘. 1997(02)
硕士论文
[1]萎缩芽孢杆菌（Bacillus atrophaeus）与铀、铬相互作用机理研究[D]. 王超.西南科技大学 2015
[2]棱果沙棘的同倍体杂交起源：来自叶绿体基因组和核基因组的证据[D]. 张辉.西北师范大学 2005
本文编号：3439516
【文章来源】：植物研究. 2020,40(05)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
NBA1基因克隆结果及Sanger测序与二代测序序列进化树A.NBA1基因PCR结果;B.Sanger法测序与二代测序序列进化树(带下划线的为Sanger法测序序列);C.NBA1基因菌液PCR部分结果
图1 NBA1基因克隆结果及Sanger测序与二代测序序列进化树A.NBA1基因PCR结果;B.Sanger法测序与二代测序序列进化树(带下划线的为Sanger法测序序列);C.NBA1基因菌液PCR部分结果2.2 NBA1基因在3种沙棘中的表达量分析
Prot Param工具分析得出，Hr NBA1与Hn NBA1的分子式分别为:C1257H1998N352O389S14,C1260H2002N352O388S13;分子量分别为:28 714.66,28 706.66;等电点均为5.910;且为亲水性蛋白。分析其在细胞中的定位得知，该蛋白质位于细胞核内，且核定位序列为209～240区域。Zhanglab网站I-TASS-ER程序预测Hr NBA1与Hn NBA1蛋白的三级结构如图4所示，二者的蛋白质三级结构与小鼠中BRCA1-A复合体亚基NBA1的蛋白质三级结构高度相似[48]。也与TFIIH转录因子的Tfb4/p44亚基的蛋白质三级结构相似[49]。该蛋白质的结合位点由26,59,63,74,141,165,167,197,198,200,211等十一个位点的氨基酸组成;Hr NBA1与HnNBA1在218位点处氨基酸的差异导致二者218位点后的蛋白质结构发生变化;236位点处Hn N-BA1的脯氨酸导致此处蛋白质的无规则卷曲发生折叠，Hr NBA1较之更为舒展。图4 NBA1的蛋白质三级预测结构A,C.Hr NBA1的三级预测结构(cartoon模式);B,D.Hn NBA1的三级预测结构(mesh模式，红色标记为该蛋白的配体结合位点)
【参考文献】：
期刊论文
[1]自然杂交与物种形成[J]. 王玉国. 生物多样性. 2017(06)
[2]二倍体杂交种棱果沙棘双向杂交起源及其母本主要来源于中国沙棘的分子证据[J]. 蒋严妃,严容,苏雪,陈纹,孙坤. 植物研究. 2014(01)
[3]麻黄属rbcL基因的适应性进化检测与结构模建[J]. 刘念,王庆彪,陈婕,朱勇,扎西次仁,胡祎瑶,陈凡,钟扬. 科学通报. 2010(14)
[4]基于叶绿体DNA trnL-F序列研究肋果沙棘的谱系地理学[J]. 孟丽华,杨慧玲,吴桂丽,王玉金. 植物分类学报. 2008(01)
[5]沙棘属植物的分布格局及其成因[J]. 陈学林,廉永善. 沙棘. 2007(04)
[6]青藏高原高山植物的形态和解剖结构及其对环境的适应性研究进展[J]. 何涛,吴学明,贾敬芬. 生态学报. 2007(06)
[7]中国沙棘属种质资源及其生境类型的研究[J]. 陈学林,马瑞君,孙坤,廉永善. 西北植物学报. 2003(03)
[8]高山植物的抗寒抗冻特性[J]. 卢存福,简令成,匡廷云. 植物学通报. 1998(03)
[9]沙棘属植物起源的研究[J]. 廉永善,陈学林,于倬德,敖复. 沙棘. 1997(02)
硕士论文
[1]萎缩芽孢杆菌（Bacillus atrophaeus）与铀、铬相互作用机理研究[D]. 王超.西南科技大学 2015
[2]棱果沙棘的同倍体杂交起源：来自叶绿体基因组和核基因组的证据[D]. 张辉.西北师范大学 2005
本文编号：3439516
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