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苦荞芽 COP1 基因的生物信息学分析及参与花色苷合成研究

2022-07-21分类号:S517

【作者】王丽娟  赵佳利  杨姣  黄娟  陈庆富  邓娇  
【部门】贵州师范大学荞麦产业技术研究中心  
【摘要】【目的】研究苦荞(FagopyrumtartaricumGaertn)COP1(ConstitutivePhotomorphogenic1) 基因(FtCOP1)的生物信息学特征及其在花色苷生物合成中的表达模式,为进一步研究COP1因子参与调控苦荞花色苷生物合成的分子机制奠定基础,并为利用FtCOP1改良苦荞品质提供参考。【方法】利用PCR技术克隆苦荞 COP1基因,利用生物信息学工具对其基因结构和编码蛋白的理化性质、二级和三级结构、亚细胞定位、保守结构域以及其它物种的COP1进化关系进行分析。利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析该基因在正常光照和黑暗处理苦荞芽菜中与花色苷生物合成结构基因的表达水平及花色苷含量的相关性。【结果】FtCOP1基因完整的CDS全长2082bp,该基因结构由12个内含子与13个外显子构成,共编码693个氨基酸,其理论pI值为6.23,蛋白大小为75.876kD,推测具有亲水性,定位在细胞核中,含有1个跨膜螺旋结构域,无信号肽;二、三级结构主要元件为无规则卷曲和 α螺旋,苦荞的COP1蛋白与藜麦 COP1的亲缘关系最近,与其他物种COP1 蛋白具有相似的motif和保守结构域,基因结构也相似。FtCOP1在黑暗培养的芽菜中的表达水平显著高于正常光照培养的芽菜,与花色苷生物合成结构基因的表达量及花色苷的积累量呈负相关。【结论】苦荞与其它物种COP1 蛋白在植物进化中的功能比较保守,推测 FtCOP1 可能负调控光依赖型花色苷的生物合成。
【关键词】苦荞  FtCOP1基因  基因克隆  生物信息学分析  花色苷生物合成
【基金】国家基金委-贵州喀斯特中心重大研发计划项目(U1812401);; 贵州省科技计划项目[黔科合基础(2020)1Y095];; 国家现代农业产业技术体系荞麦育种岗位科学家专项资金(CARS-07-A5);; 贵州师范大学学术新苗基金项目任务书(A类)[黔师新苗(2021)A16号]
【所属期刊栏目】西南农业学报
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