黄连NRAMP3基因的克隆与生物信息学分析

摘要

目的 克隆黄连(Coptis chinensis Franch.)中自然抗性相关巨噬细胞蛋白(Natural ResistanceAssociated Macrophage Protein,NRAMP)的编码基因,并进行生物信息学分析。方法 从黄连基因组中比对NRAMP3基因,并根据比对的基因序列设计特异性引物,经PCR扩增得到的黄连NRAMP3编码序列,进行克隆、测序和生物信息学分析,并利用qPCR技术对黄连NRAMP3基因进行时空表达分析。结果 得到黄连NRAMP3基因cDNA序列,全长1617 bp,编码538个氨基酸,通过与GenBank上的其他蛋白序列比对,将其命名为CcNRAMP3;序列分析显示,黄连NRAMP3基因编码的氨基酸序列包含一个典型的NRAMP结构域(PF01566),有12个跨膜结构域,亚细胞定位于液泡膜上,具有疏水性强的特点。二级结构中肽链构象主要包括α-螺旋与无规则卷曲两部分;三级结构模型具有葡萄球菌锰转运突变体(MntH)的晶体结构。利用系统进化关系分析推测它可能具有转运重金属元素Cd功能。对黄连NRAMP3基因的组织表达分析表明,CcNRAMP3基因在黄连叶片中表达量最高。在遭受镉胁迫时,在须根中表达量先升高后降低,该基因很可能主要在根部对镉进行响应并发挥作用。结论 本研究首次通过克隆得到黄连NRAMP3基因,并运用生物信息学方法对其理化性质、结构特征等进行了分析预测,这些结果将为黄连NRAMP3基因的功能研究以及其对镉转运的调控机制提供理论依据和基因资源。