油葵(Helianthus annuus L.)HaFAD2-9基因的克隆与表达分析

FAD2基因在植物脂肪酸的生物合成、发育和对非生物胁迫的响应中发挥重要作用。为探究油葵FAD2-9基因具体的生物学功能,本研究从油葵中克隆得到HaFAD2-9基因,对其生物信息学和表达模式进行分析。结果表明,HaFAD2-9基因的ORF全长为1 146 bp,编码381个氨基酸,转录后蛋白的相对分子量为43.9 kD,等电点为6.69,有5个跨膜结构域,亚细胞定位显示其定位在内质网。HaFAD2-9蛋白含有三个保守的组氨酸簇[HECGHH, HRRHH和HV(A/L)HH]。分子系统进化分析显示,HaFAD2-9与红花(Carthamus tinctorius)和黄花蒿(Artemisia annua)的亲缘关系较近。该基因在根、茎、叶、子叶及授粉后不同时期的种子中均有表达,在17 DAF表达量最高,低温、盐、干旱和ABA均能诱导HaFAD2-9基因的表达。本研究为油葵应对非生物胁迫提供参考,为作物遗传改良提供候选基因。

油葵三个HaLPAAT2基因的克隆、序列分析及活性鉴定

溶血磷脂酸酰基转移酶基因(lysophosphatideacid acyltransferases gene,LPAAT)是油脂合成的关键基因之一,其催化溶血磷脂酸合成磷脂酸,是高等植物Kennedy途径中的关键酶。本研究从油葵(Helianthus annuus)中克隆得到3个HaLPAAT2基因,分别命名为HaLPAAT2.1,HaLPAAT2.2和HaLPAAT2.3。对这3个HaLPAAT2进行了生物信息分析并将其转入SM2-1大肠杆菌突变体中验证LPAAT活性。结果表明:HaLPAAT2.1、HaLPAAT2.2和HaLPAAT2.3基因全长分别为1158、1137、1149 bp,分别编码385、378、382个氨基酸。预测3个基因的编码蛋白都含有LPLAT superfamily酰基转移酶结构域。跨膜结构分析显示这3个HaLPAAT2蛋白都含有3个跨膜结构域。亚细胞定位预测这3个蛋白都位于内质网上。对其理化性质分析表明这3个HaLPAAT2均为不稳定性蛋白。构建了HaLPAAT2.1、HaLPAAT2.2和HaLPAAT2.3基因的原核表达载体,并转化大肠杆菌(Escherichia coli)功能缺失突变体SM2-1进行功能验证。互补试验表明,3个HaLPAAT2基因都具有大肠杆菌LPAAT活性,可以互补大肠杆菌LPAAT突变体SM2-1菌株的活性。