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甘蔗E3泛素连接酶基因PRT1的生物信息学及表达模式分析

2023-02-28分类号:S566.1

【作者】李姗姗  黄梦婷  青雨虹  许静  黄君梅  凌辉  阙友雄  黄宁  
【部门】玉林师范学院生物与制药学院广西高校亚热带生物资源保护与利用重点实验室  太原师范学院生物系  福建农林大学国家甘蔗工程技术研究中心  
【摘要】为探究甘蔗PROTEOLYSIS 1(PRT1)基因与黑穗病菌的互作关系,以甘蔗割手密种和栽培品种为研究对象,通过RT-PCR技术对ScPRT1(GenBank登录号:MT747433)基因进行克隆,生物信息学分析、定量PCR、亚细胞定位和基因共表达网络分析。生物信息学分析表明,该基因的cDNA全长为1 621 bp,包含一个长度为1 260 bp,编码419个氨基酸的完整开放读码框;其编码蛋白的分子量为46.56 ku,为酸性、不稳定的亲水蛋白,无信号肽,具有核定位信号;该蛋白包含2个RING结构域和1个ZZ结构域;ScPRT1蛋白的高级结构元件多为无规则卷曲。定量PCR结果显示,ScPRT1在皮、叶片、芽中的表达量相差不大,在蔗髓中表达量最高。同时该基因的表达受脱落酸胁迫后显著上调;受黑穗病菌胁迫后,在甘蔗抗黑穗病品种中上调表达,在感黑穗病品种中下调表达,都达到了显著水平。亚细胞定位结果揭示,ScPRT1定位于细胞核。寄主甘蔗和病原黑穗病菌的基因共表达网络中,与甘蔗ScPRT1共表达的黑穗病菌基因中,有3个为N端具有芳香族氨基酸残基的黑穗病菌效应蛋白,这暗示它们之间存在直接的相互作用。以上结果表明,ScPRT1在甘蔗激素信号传导以及响应黑穗病菌侵染过程中发挥重要作用。
【关键词】甘蔗  ScPRT1  泛素连接酶  生物信息学  表达模式
【基金】国家自然科学基金项目(31901592;32160435);; 广西自然科学基金项目(2021JJB130026;2020GXNSFDA297016);; 玉林师范学院高层次人才启动项目(G2022ZK15)
【所属期刊栏目】华北农学报
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