低磷胁迫大豆CHX基因家族生物信息学分析

【目的】探究大豆耐低磷的分子机制,并分析大豆CHX基因编码的相应蛋白质功能及性质。【方法】比较近等基因系(NIL6)高磷和低磷水平下氢离子分泌量,然后进行全基因组重测序,通过基因注释筛选阳离子质子转运体(CHX)家族基因,分析CHX家族基因及其调控蛋白基本理化性质、染色体定位等信息。【结果】低磷条件下,NIL6根系泌氢能力显著高于高磷水平,泌氢增加3.76倍。通过对NIL6重测序进行基因注释,筛选得到21个有关CHX基因,对其结构域分析,确定基因属于CHX基因家族,对CHX家族基因生物信息学分析发现编码蛋白的氨基酸数目为505~914,分子量介于55.38~100.61 kD,等电点介于5.53~9.26,发现其调控的蛋白质阿尔法螺旋占比都在50%以上;通过亚细胞定位预测显示大豆CHX家族基因编码的蛋白质在细胞膜定位数量为21个,内质网中的定位数量为16个,基因编码蛋白亲水性均大于0;通过系统发育进化树分析,发现每个亚组的成员之间亲缘关系较近;通过保守序列基序分析,发现聚类关系较近的基因所包含的Motif数量相似;通过染色体定位可知,CHX家族基因绝大多数远离中心粒,定位于各个染色体两端。CHX家族蛋白均主要由α-螺旋组成,为不亲水性蛋白编码,主要在细胞膜和内质网中发挥作用。【结论】大豆CHX基因家族在维持细胞pH稳定和细胞生长中起重要作用,可能参与植物逆境胁迫等生长过程,染色体定位结果表明CHX基因家族在大豆自然生长发育过程中存在遗传变异。