沙柳PNY基因克隆、生物信息学及组织特异性表达

为了促进沙柳(Salix psammophila)分子定向育种,研究了其分枝及材性发育相关遗传机制。克隆获得了沙柳PNY基因。研究发现:沙柳PNY基因编码区全长1 446 bp,编码481个氨基酸残基。PNY蛋白由55.09%无规卷曲、29.73%α-螺旋及15.18%延伸链构成。保守结构域分析表明,该蛋白分子存在PNY蛋白典型的SKY、BELL、Homeodomain结构域。系统进化分析表明,沙柳与杞柳(Salix purpurea)、毛果杨(Populus trichocarpa)的PNY基因亲缘关系最近。qRT-PCR组织特异性表达分析发现,PNY基因在沙柳腋芽部位表达量最高,茎、叶、顶芽、根中表达量依次降低。

沙柳SpsLAS基因克隆及生物信息学分析

LAS基因对于植物侧生分生组织有重要影响。它被证实在拟南芥、番茄等草本科植物营养生长阶段参与腋生分生组织的形成,但在木本植物中的基因功能尚缺乏深入研究。本研究以沙柳为材料,利用RT-PCR技术成功克隆沙柳LAS基因,命名为SpsLAS,并对其进行生物信息学分析。结果表明,该基因CDS序列全长1 320 bp,编码439个氨基酸,预测蛋白分子量为49.876 8 k D,理论等电点(PI)为6.66,是亲水性蛋白;同源氨基酸序列比对结果表明沙柳LAS基因与番茄LS、拟南芥LAS等功能已确认的LS亚家族基因同源性较高,氨基酸相似性达50%以上;系统进化分析表明SpsLAS与杞柳和毛果杨亲缘关系更近;对LAS进行功能结构域分析得知LAS基因具有GRAS基因家族典型特征,属于GRAS基因家族LS亚家族;预测未发现跨膜结构和信号肽区域;SpsLAS蛋白二级结构包含173个α螺旋(Alpha helix),72个延伸链(Extended strand),194个无规则卷曲结构(Random coil);亚细胞定位预测该基因很可能定位于细胞核内。沙柳LAS基因的克隆对于研究木本植物萌蘖及其分枝机制有重要意义,同时丰富了木本植物中GRAS基因家族的相关研究。