甜玉米蔗糖合成酶基因ZmSus6和ZmSus7的克隆及组织表达特异性检测

摘要

【目的】克隆甜玉米蔗糖合成酶(Sus)基因ZmSus6和ZmSus7,并进行生物信息学分析及组织表达特异性检测,为深入研究其在甜玉米生长发育和品质形成过程中的调控机制提供理论参考。【方法】以甜玉米品种佛甜10号为材料,采用RT-PCR克隆ZmSus6和ZmSus7基因,通过ProtParam、SOPMA、SignalP 4.0 Server等进行生物信息学分析,利用MEGA 6.0构建系统发育进化树,并采用实时荧光定量PCR检测其组织表达特异性。【结果】ZmSus6和ZmSus7基因的开放阅读框(ORF)长度分别为2550和2574 bp,编码849和857个氨基酸残基,对应的蛋白分子量为96.27和97.79kD,理论等电点为7.63和8.19,均无信号肽和跨膜区域,二级结构以α-螺旋为主。ZmSus6蛋白为不稳定的亲水性蛋白,定位于叶绿体或线粒体;ZmSus7蛋白为稳定的亲水性蛋白,定位于细胞质中。ZmSus6和ZmSus7蛋白归属于PLN00142家族(Sus超级家族),具有Sus和糖基转移酶的两个功能域,分别与高粱SbSus6和SbSus7蛋白的氨基酸序列同源性最高,其同源性对应为88.44%和96.62%,归属为单子叶植物III型Sus基因家族。ZmSus6和ZmSus7基因在甜玉米的根、茎、叶、玉米芯和籽粒中均有表达,但存在显著差异(P<0.05),分别以叶和根中的相对表达量最高。【结论】ZmSus6和ZmSus7基因具有一定的组织表达特异性,可能在甜玉米生长发育和品质形成过程中发挥重要作用。