三个小麦防御素基因的克隆及序列分析

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1、三个小麦防御素基因的克隆及序列分析　　摘要：本试验从济麦22幼叶中克隆得到三个小麦防御素基因TaPDF（Triticumaestivumdefensin），分别命名为TaPDF32、TaPDF33和TaPDF34（GenBank登录号分别为BT009185、BT009167和BT009022）。序列分析发现，三个防御素基因各自含有一个长度为243、249bp和225bp的开放阅读框（openreadingframe，ORF），依次编码长度为80、82个和74个氨基酸的蛋白。成熟蛋白的分子量均约为5.5kD，等电点

2、均大于7，含有8个保守的Cys残基。保守结构域分析发现，TaPDF32含有一个γ-硫堇功能结构域，TaPDF33和TaPDF34均含有一个Knot1功能结构域，两者均是植物防御素的典型结构域，因此这三个TaPDF属于典型的植物防御素蛋白。SWISS-MODEL在线软件分析表明，三个TaPDF的三级结构均由三股反平行的β-折叠和一个α-螺旋组成。系统进化分析表明，TaPDF32、TaPDF33的氨基酸序列与玉米、粟米的防御素相似性较高，而TaPDF34与大豆的防御素相似性较高，但均与已经报道的小麦防御素相似性较低，

3、表明TaPDF32、TaPDF33和TaPDF34是小麦三个新的防御素蛋白。荧光定量RT-PCR分析发现，TaPDF32、TaPDF33基因在小麦叶片中表达量最高，种子次之，根中最低；TaPDF34基因在叶、种子和根中的表达量基本相同。　　关键词：小麦；植物防御素；基因克隆；序列分析；组织特异性表达　　中图分类号：S512.101文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）11-0001-0818　　AbstractThreeTriticumaestivumdefensin（TaPDF）genes，Ta

4、PDF32，TaPDF33andTaPDF34（GenBankaccessionNo.BT009185，BT009167andBT009022），wereclonedfromtheyoungleavesofJimai22cultivar.Sequenceanalysisshowedthateachhadanopenreadingframeof243，249bpand225bp，whichencodedtheproteinswith80，82and74aminoacidsrespectively.Themature

5、proteins，withtheestimatedmolecularmassesofallabout5.5kDandtheisoelectricpointsallhigherthan7，eachcontainedeightconservativecysteineresidues.ConserveddomainanalysisfoundthatTaPDF32containedastrictlyconservedgamma-thionindomain，whileTaPDF33andTaPDF34eachhadaKno

6、t1functiondomain.Bothofthedomainsarethetypicalcharacteristicsofplantdefensin.Thus，thethreeTaPDFsallbelongtotypicalplantdefensinproteins.StudyofthethreedimensionalstructureusingSWISS-MODELshowedthatallofthemcontainedatriple-strandedanti-parallelβ-sheetandanα-h

7、elixstabilizedbyfourdisulfidebridges.PhylogeneticanalysisshowedthatTaPDF32andTaPDF33wereclosetodefensinsofZeamaysandSetariaitalica，whileTaPDF34wasclosetoClycinemaxdefensin.Buttheyallownedlowsimilaritieswiththeotherreportedwheatdefensins，whichindicatedthatTaPD

8、F32，TaPDF33andTaPDF34werethreenewwheatdefensins.Real-timePCRanalysisrevealedthatTaPDF32andTaPDF3318geneshadthehighestexpressionlevelinleaves，followedbyseeds，andthelowestlevelinroots.Where