人参CLE多肽的系统鉴定及其功能分析

摘要

CLE(CLAVATA3/Embryo surrounding region-related)多肽对植物根的生长发育具有重要调控作用。本研究采用生物信息学方法对人参CLE基因进行鉴定,对其基序进行了比对、偏好性分析,并采用全长进行了系统进化分析,对人参CLE基序在根的生长发育功能进行初步研究。结果表明,从人参基因组及转录组对应的蛋白库中鉴定出15种人参CLE多肽序列,对应21个基因,命名为PgCLE+数字,其中11种多肽序列为首次报道;多序列比对及偏好性分析表明,人参PgCLE与拟南芥CLE的同源多肽较为一致,但是部分人参CLE在第3位氨基酸上表现出了对A氨基酸的偏好性;系统进化树表明,PgCLE1、PgCLE3、PgCLE5、PgCLE6、PgCLE25a/b、PgCLE26、PgCLE27、PgCLE45a/b/c/d聚类在一起,PgCLE9、PgCLE12、PgCLE14a/b、PgCLE16、PgCLE20、PgCLE41、PgCLE44a/b聚类在一起,均同拟南芥对应的CLE亲缘关系较近;采用人参不定根系统研究发现,PgCLE9、PgCLE14、PgCLE16、PgCLE20、PgCLE26和PgCLE44对人参不定根分支数存在抑制作用,而PgCLE5具有促进作用;采用拟南芥初生根系统研究发现,PgCLE1、PgCLE9、PgCLE14、PgCLE16、PgCLE20和PgCLE26抑制初生根生长显著,而拟南芥bam双突变体则对以上6种PgCLE不敏感,表明受体激酶BAM可能为这6种PgCLE的受体蛋白。本研究对人参的CLE家族序列特征和系统进化关系进行分析,初步探究了人参PgCLE对根生长发育的功能,为人参根型的调控提供理论依据。