辣椒 GH3基因的电子克隆与生物信息学分析.pdf

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1、华北农学报·２０１３，２８（６）：２４-２９辣椒GH3基因的电子克隆与生物信息学分析罗火林，罗丽萍，熊冬金，杨柏云（南昌大学生命科学与食品工程学院，江西南昌３３００３１）摘要：利用电子克隆技术获得１个辣椒GH3同源基因的ｃＤＮＡ序列，采用生物信息学方法，对该基因所编码的氨基酸从理化性质、分子进化、跨膜结构域、高级结构等多角度进行分析。结果表明，该基因ｃＤＮＡ全长２１４０ｂｐ，其开放阅读框为１７９１ｂｐ，编码５９５个氨基酸。编码蛋白含３２个磷酸化位点，无信号肽，无跨膜区域，是定位在叶绿体上的亲水性蛋白。通过氨基酸序列比对发现，辣椒ＧＨ３蛋白与拟南芥、大豆、烟草、番茄等植物中的ＧＨ３蛋白同

2、源性较高。为该基因的基因功能研究提供了理论依据。关键词：辣椒；GH3基因；电子克隆；生物信息学中图分类号：Ｑ７８文献标识码：Ａ文章编号：１０００－７０９１（２０１３）０６－００２４－０６InsilicoCloningandBioinformaticsAnalysisofGH3inCapsicumannuumＬＵＯＨｕｏ-ｌｉｎ，ＬＵＯＬｉ-ｐｉｎｇ，ＸＩＯＮＧＤｏｎｇ-ｊｉｎ，ＹＡＮＧＢｏ-ｙｕｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＦｏｏｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３１，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ａｈｏｍｏｌｏｇ

3、ｏｕｓｇｅｎｅｏｆGH3ｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｉｎCapsicumannuumｂｙinsiliconｃｌｏｎｉｎｇ，ａｎｄｓｏｍｅｃｈａｒ-ａｃｔｅｒｓｏｆｔｈｅｇｅｎｅａｎｄｉｔｓｅｎｃｏｄｅｄｐｒｏｔｅｉｎｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓｉｎｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇａｓ-ｐｅｃｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ，ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｕｂｃｅｌｌｕ-ｌａｒｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｐｈｙｌｏｇｅｎ

4、ｅｔｉｃｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈｅｃＤＮＡｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｇｅｎｅｗａｓ２１４０ｂｐｌｏｎｇａｎｄｃｏｎｔａｉｎｅｄａｃｏｍｐｌｅｔｅＯＲＦ（１７９１ｂｐ）ｗｈｉｃｈｅｎｃｏｄｅｄ５９５ａｍｉｎｏａｃｉｄｓ．Ｔｈｅｄｅｄｕｃｅｄｐｒｏｔｅｉｎｃｏｍｐｒｉｓｅｄ３２ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎｓｉｔｅｓ，ｎｏｓｉｇｎａｌｐｅｐｔｉｄｅａｎｄｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅｈｅｌｉｘ．ＴｈｅＧＨ３ｏｆCapsicumannuumｗａｓａｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃａｎｄｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｐｒｏｔｅｉｎ．Ｔｈｅａｍｉｎｏａｃｉｄｓｅｑｕｅｎｃｅｏｆｔｈ

5、ｅｇｅｎｅｓｈｏｗｅｄｈｉｇｈｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｗｉｔｈｔｈｅｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓｉｎｏｔｈｅｒｐｌａｎｔｓ，ｓｕｃｈａｓArabidopsisthaliana，Glycinemax，Solanumlycopersicum，Nicotianatabacum．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｌａｉｄａｓｏｌｉｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｇｅｎｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆGH3ｉｎCapsicumannuum．Keywords：Capsicumannuum；GH3；Insilicoｃｌｏｎｉｎｇ；Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ作为一种重要的植物内源生长调节剂，植物生氨酸（Ｌｅｕ）与ＩＡＡ形成

6、的共轭化合物ＩＡＡ-Ａｌａ及［４］长素在植物株型建成中起着关键性作用。植物生长ＩＡＡ-Ｌｅｕ，可以被水解重新释放出ＩＡＡ。基因功能素主要通过调控相关基因表达，从而参与植物向光分析表明，GH3基因广泛参与植物生长发育的调控性和向地性生长以及根茎的发育、果实的成熟等生过程，比如在逆境条件下，ＧＨ３蛋白的表达一方面［１］理过程。GH3（ＧｒｅｔｃｈｅｎＨａｇｅｎ３）基因家族就是可通过调控体内的激素动态平衡以调节植物的生［２－３］［５］一类重要的生长素响应基因，GH3基因编码吲长，另一方面通过激活ＳＡ、ＪＡ和乙烯信号途径从哚-３-乙酸酰胺合成酶，可以使吲哚-３-乙酸（ＩＡＡ）与而提高植物对逆境

7、的抗性，如ＡｔＧＨ３．１２、ＡｔＧＨ３．５、某些特定的氨基酸形成共轭化合物，从而起到调节ＯｓＧＨ３．８等在水杨酸（ＳＡ）和茉莉酸（ＪＡ）的代谢及［６－１０］ＩＡＡ含量的作用。如一些吲哚-３-乙酸酰胺合成酶诱导防御反应方面起到至关重要的作用。可以使ＩＡＡ与天冬氨酸（Ａｓｐ）和谷氨酸（Ｇｌｕ）形成近年来，在模式植物中，GH3基因的功能逐渐明［７，９］共轭化合物ＩＡＡ-Ａｓｐ、ＩＡＡ-Ｇｌｕ，然后形成氧化代谢了，而蔬菜GH3基因的功能还存在许多盲区，