荔枝泛素结合酶基因(LcUBC12)的生物信息学及表达特性分析

摘要

【目的】分析荔枝泛素结合酶(E2)基因(LcUBC12)的生物学信息,并检测其组织表达特异性及烯效唑处理下花穗不同发育阶段中的表达情况,为研究E2响应烯效唑的作用机制及泛素化修饰在调控荔枝花穗发育中的功能提供理论依据。【方法】以从妃子笑荔枝花穗转录组(RNA-seq)数据中筛选出的LcUBC12基因为参考序列,利用本地BLAST从荔枝基因组中查找出该基因cDNA全长(LitchiGLEAN10004716),并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测LcUBC12基因在妃子笑荔枝不同组织及烯效唑处理下花穗不同发育阶段的表达情况。【结果】LcUBC12基因c DNA全长519 bp,编码172个氨基酸,其编码的蛋白分子量19.68 kD,等电点6.52,不稳定指数35.70,亲水性的平均值-0.734,为亲水稳定蛋白,定位于细胞核,不存在信号肽和跨膜结构,包含典型的UBC12保守结构域,属于Class I家族E2蛋白,二级结构以无规则卷曲为主。LcUBC12蛋白与向日葵(XP022009656.1)、柑橘(XP006466720.1)、草莓(XP004300599.1)和萝卜(XP018466680.1)等UBC12蛋白的氨基酸序列同源性较高,分别为70.11%、68.16%、67.76%和67.03%。LcUBC12蛋白与芸香科的柑橘UBC12亲缘关系最近,其次是与同属菊科的向日葵和莴苣UBC12蛋白亲缘关系较近。LcUBC12基因在不同组织中表达量排序为雌花>雄花>种子>果皮>叶>茎>根>果肉。烯效唑处理0~21 d LcUBC12基因在花穗中的表达量与对照无明显差异,烯效唑处理28 d其表达量明显低于对照,但烯效唑处理35 d其表达量上调,且较对照高。【结论】LcUBC12基因具有组织表达特异性,在妃子笑荔枝雌花、雄花和种子中高效表达,推测其主要在花穗发育和生殖生长过程中发挥重要调控作用,但烯效唑处理后LcUBC12基因对花穗发育发挥负调控作用。