毛竹PheERF5基因克隆及生物信息学分析

摘要

[目的]探究毛竹ERF转录因子基因的结构与功能,为揭示毛竹ERF亚家族成员的抗逆境胁迫机制提供参考.[方法]利用RNA-Seq和RT-PCR技术从毛竹幼苗叶片中克隆PheERF5基因的全长cDNA,利用SMART:Main page、Prot-Param、ProtScale、NetPhos 3.1、TMHMM Server v.2.0、Softberry等在线分析软件对PheERF5蛋白进行生物信息学分析,采用DNAMAN7.0软件对PheERF5蛋白氨基酸序列进行比对分析,运用MEGA 6.0软件对PheERF5蛋白和水稻Oryza sativa AP2/ERF家族成员蛋白进行系统发育分析.[结果]从毛竹幼苗叶片中克隆获得PheERF5基因的全长cDNA片段,其开放阅读框序列全长为1017 bp,共编码339个氨基酸残基,编码蛋白相对分子质量为35.96 kD,等电点为4.58,其基因ID号为PH01001057G0620.PheERF5蛋白具有1个AP2保守结构域,属于AP2/ERF转录因子家族,为带负电荷的不稳定亲水性蛋白,其无信号肽,无跨膜结构,定位于细胞核.该蛋白存在48个磷酸化位点,以丝氨酸残基位点为主.PheERF5蛋白氨基酸序列与小米Setaria italica XP_004967470.1、水稻XP_015629650.1、二岁短柄草Brachypodium distachyon XP_003565510.1等禾本科植物的ERF氨基酸序列同源性高达84％以上,且与这些物种的AP2保守结构域同源性较高.PheERF5蛋白与124个AP2/ERF家族转录因子成员的系统发育进化分析结果显示,PheERF5与Os12g41030的亲缘关系最近,与Os12g41030、Os05g25260、Os03g60120、Os06g06540、Os01g12440和Os01g46570同属于ERF亚家族B-5子组转录因子成员,该组成员具有植物抗逆性生物学功能,主要参与植物抗病原菌侵染.[结论]PheERF5属于典型的植物AP2/ERF家族转录因子,为ERF亚家族B-5子组转录因子,可能在毛竹抗生物或非生物胁迫过程中发挥重要作用.