牡丹种子脂肪酸合成相关基因PrLPAAT4的克隆与表达分析

摘要

溶血磷脂酸酰基转移酶(LPAAT)是植物种子油脂合成的关键酶.本研究得到1个牡丹LPAA7基因,命名为PrLPAA T4(GenBank登录号为KX256279);该基因开放阅读框(ORF)长度为1116bp,编码371个氨基酸;所编码蛋白含有1个LPLAT_AGPAT-like结构域,预测分子质量为42.9kDa,等电点为8.21,稳定系数为44.70.系统进化树分析结果显示,PrLPAAT4与克莱门柚、毛果杨、木薯和蓖麻LPAA T4基因的亲缘关系较近,氨基酸序列相似度分别达到73.80％、73.91％、71.08％和71.10％.生物信息学分析表明PrLPAAT4包含有3个跨膜区,且有一个跨膜结构与LPLAT_AGPAT-like结构域重叠.信号肽分析发现该蛋白含有信号锚定序列,推测PrLPAAT4为穿膜蛋白.基因结构分析表明代表物种LPAA T4基因均含有3个外显子和2个内含子,且物种间有较高的保守性.亚细胞定位显示35S::PrLPAAT4-GFP融合载体转化后的荧光信号则主要集中在细胞膜上,说明PrLPAAT4是一个细胞膜蛋白.PrLPAA T4基因的表达具有明显的组织特异性,其中种子中的表达量明显高于其他组织.PrLPAA T4基因在种子发育的不同时期均有响应;相关性分析表明,PrLPAA T4基因表达与总脂肪酸含量在S1-S6时期变化趋势基本一致,而伴随种子成熟(S6-S9)二者变化趋势产生差异.克隆得到牡丹PrLPAA T4基因,其编码的蛋白定位于细胞膜上,分析认为该基因在牡丹种子发育中前期的脂肪酸合成过程中发挥作用.