江西铅山红芽芋植物抗病反应蛋白编码基因的克隆和表达分析

摘要

旨在通过对江西铅山红芽芋植物抗病反应蛋白编码基因进行克隆和表达分析,为揭示江西铅山红芽芋植物抗病反应蛋白的生物学功能提供理论依据。从江西铅山红芽芋试管苗转录组数据库中筛选到江西铅山红芽芋植物抗病反应蛋白编码基因的核心片段,用逆转录PCR(RT-PCR)技术克隆江西铅山红芽芋植物抗病反应蛋白编码基因,并采用生物信息学方法和实时定量PCR进行序列分析和器官表达分析。结果表明,江西铅山红芽芋植物抗病反应蛋白编码基因的cDNA总长度为534 bp,G+C含量为58.05%;江西铅山红芽芋植物抗病反应蛋白由177个氨基酸组成,相对分子量为19369.13 u,等电点为6.09,为疏水性蛋白;二级结构由α-螺旋(15.25%)、β-片层(27.68%)、无规则卷曲(57.06%)构成;三级结构为同源三聚体;江西铅山红芽芋植物抗病反应蛋白主要存在于细胞质、叶绿体中;江西铅山红芽芋植物抗病反应蛋白在进化上与芋(Colocasia esculenta)的亲缘关系较近,尤其是与C.esculenta hypothetical peotein Taro_046195(MQM13270.1)在进化上具有最高的亲缘关系。实时定量PCR结果显示,植物抗病反应蛋白编码基因在江西铅山红芽芋中的表达存在器官特异性,在茎、球茎膨大末期的表达量最高。由结果可知,江西铅山红芽芋植物抗病反应蛋白具有典型的植物抗病反应蛋白的结构特征,氨基酸序列及核酸序列与同源物种的相似度较高,在进化上高度保守,对进一步揭示该酶的生物学功能具有重要意义。