辣木MoGAD基因克隆及表达分析
2024-01-29分类号:S793.9
【部门】云南农业大学食品科学技术学院 云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心 食药同源资源开发与利用教育部工程研究中心 国家辣木加工技术研发专业中心 普洱学院
【摘要】【目的】鉴定辣木中MoGAD基因,并对其进行克隆、生物信息学分析和表达水平分析,为探究辣木MoGAD基因的功能与γ-氨基丁酸(GABA)生物合成的关系奠定了基础。【方法】以拟南芥(NP_197235.1)和葡萄(XP_002285268.1)GAD蛋白序列为参考,通过本地BLAST方法,利用TBtools软件在辣木转录组数据中挖掘MoGAD家族基因,采用PCR技术对其进行克隆,并通过生物信息学在线分析网站和分子对接技术分析MoGAD蛋白的理化性质和催化活性位点,采用实时荧光定量RT-qPCR技术分析MoGAD基因在不同组织中的表达水平。【结果】在转录组数据中挖掘到4个MoGAD基因并成功对其进行克隆,测序的CDS区长度分别为:1494 bp、1212 bp、1470 bp和942 bp;MoGAD1、MoGAD3和MoGAD4蛋白不存在跨膜结构域,属于膜外蛋白。其中MoGAD2蛋白序列在第5~27和60~82氨基酸位置存在跨膜结构,此段序列编码蛋白为分泌蛋白;系统发育分析显示MoGAD1基因家族所在分枝基因Motif数量最多;分子对接表明4个MoGAD蛋白存在磷酸吡哆醛(PLP)和L-谷氨酸结合位点,且每个蛋白有多个氨基酸残基与PLP,L-谷氨酸形成氢键;荧光定量分析显示MoGAD1和MoGAD2基因在嫩叶、成熟叶和花中的表达量显著高于MoGAD3和MoGAD4基因,但这些基因在茎中表达量较低,推测MoGAD酶主要参与辣木叶部位GABA的生物合成。【结论】文章成功克隆了辣木的MoGAD基因,并分析其编码蛋白的理化性质及与底物结合的功能活性位点,为进一步研究MoGAD基因的功能提供了理论依据。
【关键词】辣木 MoGAD γ-氨基丁酸 基因克隆 生物信息学分析
【基金】云南省科技厅基础研究专项-青年项目(202301AU070119);; 云南省科技重大专项(202102AE090027-2、202002AA100005-2)
【所属期刊栏目】西南农业学报
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