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梨PucA CO、PucA CS基因家族鉴定及其生物信息学分析

2024-06-07分类号:S661.2

【作者】刘亚龙   欧春青   张艳杰   李舒然   王晨   吝茹雪   姜淑苓   王斐
【部门】中国农业科学院果树研究所农业农村部园艺作物种质资源利用重点实验室  沈阳农业大学园艺学院  
【摘要】【目的】对梨Puc ACO、Puc ACS基因家族进行生物信息学分析,为进一步研究Puc ACO、Puc ACS基因家族在梨生长发育过程中的功能奠定基础。【方法】在‘中矮1号’基因组中鉴定出梨Puc ACO、Puc ACS基因家族,利用Ex PASy、Plant-m PLo、Net Phos等软件分析Puc ACO、Puc ACS蛋白的理化性质,使用TBtools分析Puc ACO、Puc ACS基因家族的基因结构、构建进化树及共线性分析,使用Swiss-Model、I-TASSER、ROBETTA预测Puc ACS、Puc ACO蛋白的3D模型,并使用SAVEs6.0对其进行质量评估,再使用VMD对Puc ACO、Puc ACS蛋白的三级结构进行美化。【结果】共鉴定出8个梨Puc ACO基因和8个梨Puc ACS基因,其中梨Puc ACO基因编码蛋白长度为226~322个氨基酸,核苷酸序列一致性及氨基酸序列同源性分别为38.05%~99.78%和29.39%~99.70%,相对分子质量为25.75~36.54 ku,等电点为5.07~5.84;所有Puc ACO基因编码的蛋白质均为亲水性蛋白质,部分为不稳定蛋白,亚细胞均位于细胞质中,脂肪系数为76.13~89.25,热稳定性比较好。梨Puc ACS基因编码的蛋白长度为432~794个氨基酸,核苷酸序列一致性及氨基酸序列同源性分别为31.79%~100%和30.00%~100%,相对分子质量为48.41~89.77 ku,等电点为5.48~8.41;不稳定系数均大于40,为不稳定蛋白质;Puc ACS2位于细胞质中,其余均位于叶绿体中;脂肪系数为77.17~84.40,热稳定性较好,均为亲水性蛋白质。Puc ACS和Puc ACO蛋白生物学功能主要以丝氨酸磷酸化修饰为主,均不含信号肽位点,无跨膜结构,且不含GPI锚定蛋白位点。二级结构预测结果表明,Puc ACS、Puc ACO蛋白质结构均以α-螺旋和无规则卷曲为主,Puc ACS中包含多个保守的脯氨酸,Puc ACO中包含多个保守的组氨酸。梨Puc ACS基因家族分为3类,Puc ACO基因家族可以分为2类,Puc ACS、Puc ACO家族各成员的基因结构和保守基序差异较小,内含子数量和所包含的基序大致相同。梨Puc ACS、Puc ACO基因家族启动子顺式作用元件分析结果表明,该启动子中存在多种与植物生长调控、植物激素调节、逆境诱导等相关的作用元件。拟南芥与梨共存在24对共线性关系,其中Puc ACS家族与拟南芥构建了16对共线性关系,Puc ACO家族与拟南芥构建了8对共线性关系。梨物种内部的共线性分析结果表明,Puc ACO家族之间存在3对共线性关系,Puc ACS家族之间存在4对共线性关系。【结论】鉴定出8个梨Puc ACS基因和8个梨Puc ACO基因,其生物信息学分析结果丰富了梨Puc ACS和Puc ACO基因的分子生物学理论。
【关键词】梨遗传育种  Puc ACS  Puc ACO  生物信息学  基因结构  蛋白质结构
【基金】中国农业科学院创新工程项目(CAAS-ASTIP);; 国家重点研发计划项目(2019YFD1001404)
【所属期刊栏目】西北农林科技大学学报(自然科学版)
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