青天葵F-box基因的克隆及其与ASK1蛋白互作分析

目的从濒危药用植物青天葵(Nervilia fordii)中克隆F-box基因,为寻找解决青天葵资源紧缺的方法提供依据。方法从青天葵转录组中筛选得到2个F-box基因的核心片段,以RACE技术获得基因的全长并克隆其编码区;通过荧光定量PCR(qRT-PCR)进行组织表达模式分析;利用酵母双杂交实验验证F-box蛋白的F-box区域与拟南芥ASK1蛋白的互作情况。结果从青天葵中克隆到F-box基因NfFBL3和NfFBL4,它们的开放阅读框(open reading frames,ORF)分别长1974、1833 bp,分别编码657、611个氨基酸。二者均包含F-box保守功能结构域,C端具有多个重复亮氨酸序列(Leucine rich repeats,LRRs);NfFBL3和NfFBL4蛋白均为不稳定的疏水蛋白,定位于细胞核,无信号肽及切割位点。系统进化分析表明,NfFBL3和NfFBL4分别与F-box/LRR-repeat protein 3蛋白、F-box/LRR-repeat protein 4蛋白聚在一起。二者均在青天葵的块茎中表达量较高。酵母双杂交实验中NfFBL3的F-box区域能与拟南芥ASK1蛋白互作,而NfFBL4不与ASK1蛋白互作。结论该研究从青天葵中克隆得到2个F-box基因,其中NfFBL3编码的蛋白可与拟南芥ASK1蛋白发生互作,为进一步研究青天葵中Skp1-Cullin-F-box(SCF)复合体的功能提供科学依据。

青天葵NfD53基因的克隆及生物信息学分析

本研究克隆青天葵NfD53基因并分析其序列特征,可为今后深入研究Nf D53蛋白功能及独脚金内酯(SLs)对植物侧枝生长发育的影响提供参考依据。以濒危药用植物青天葵叶片为实验材料,利用RT-PCR及RACE技术克隆获得2条NfD53基因,分别命名为NfD53-1和NfD53-2,应用生物信息学软件分析其序列并进行功能预测。结果显示:NfD53-1基因全长3523 bp,编码974个氨基酸;NfD53-2全长3916 bp,编码1190个氨基酸。两者等电点分别为:8.34、6.33;亲水性平均数为:-0.250、-0.263;均为不稳定的亲水性蛋白,无信号肽及切割位点,定位于叶绿体。两蛋白都具有ClpA超家族核心序列,而Nf D53-1蛋白还具有ClpC超家族核心序列,并含有3个非特异性位点(ClpA,ClpC和AAA_(2)),Nf D53-2蛋白含有1个ClpA非特异性位点。蛋白的二级结构中均以无规则卷曲占比最高,分别占47.16%和51.21%;其次是α-螺旋,占38.70%和31.69%。系统进化分析表明,Nf D53-1与番茄等聚为一支,但氨基酸相似度较低(20.27%),Nf D53-2与铁皮石斛聚为一支,同源性较高(66.49%)。本研究为后续进一步探讨该基因的功能及SLs在植物生长发育中的作用提供数据参考。

青天葵中SKP1同源基因的克隆及原核表达

目的从青天葵Nervilia fordii克隆SKP1的同源基因NSKs,并对编码的蛋白进行生物信息学分析及原核表达,为了深入研究青天葵中SCF复合体的功能奠定基础。方法从青天葵转录组中筛选得到5条SKP1同源基因序列(NSK2、NSK3、NSK5、NSK7、NSK11),构建pGEX-4T-NSKs原核表达载体于大肠杆菌Rosetta (DE3)中诱导表达GST-NSKs融合蛋白并进行纯化。结果 NSK2、NSK3、NSK5、NSK7、NSK11的开放阅读框(ORF)分别为495、483、489、498和486 bp,编码164、160、162、165和161个氨基酸,蛋白相似性达到73.65%,均属于SKP1蛋白家族,具F-box和Cullin蛋白结合位点。亚细胞定位预测NSK2、NSK3和NSK5定位于细胞核,而NSK7和NSK11定位于细胞质和细胞核。系统进化树结果表明,NSK2、NSK3和NSK5聚为一簇,与小麦和玉米等的同源性较高;NSK7和NSK11聚为一簇,与多头绒泡菌的同源性较高。通过构建原核表达载体,确定了在大肠杆菌Rosetta (DE3)中的有利诱导条件,成功诱导表达并纯化得到5个GST-NSKs重组蛋白。结论成功克隆5个SKP1同源基因NSKs,获得NSKs蛋白,为深入研究青天葵中SCF复合体的功能提供了一定的基础。