杉木ClCRY2基因克隆及表达特性分析

【目的】通过克隆杉木隐花色素CRY2基因,研究其在不同组织和不同光质处理下的表达特性,为探索CRY2基因在杉木生长发育过程中的调控作用提供参考。【方法】以1 a生杉木优良无性系061扦插苗为试验材料,基于课题组杉木全长转录组测序的结果,利用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术,设计基因特异性引物,从无性系杉木苗嫩叶中克隆CRY2基因,命名为ClCRY2(登录号为PP400318)。对其进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR技术分析其表达情况。【结果】生物信息学分析结果显示,杉木的ClCRY2基因CDs区全长2 151 bp,共编码716个氨基酸,与拟南芥中AtCRY2蛋白序列的同源一致性为68.93%。进化树分析发现ClCRY2蛋白与日本柳杉(Cryptomeria japonica)CjCRY2的亲缘性最近。ClCRY2蛋白二级结构主要以无规则卷曲(random curls)和α-螺旋(alpha helix)为主,分别为51.26%和34.78%。ClCRY2蛋白分子式为C3 620H5 573N1 033O1 063S27,理论等电点为6.46,占比最大的氨基酸为亮氨酸(leucine)占9.8%,其次是丝氨酸(serine),占8.0%。ClCRY2蛋白为亲水性蛋白,不具有跨膜区,无信号肽。实时荧光定量PCR分析结果:ClCRY2基因在杉木苗木根茎叶中均有表达,其中茎中的表达量最高,叶中次之,根中表达量最低;蓝光能显著增加ClCRY2基因的表达。【结论】通过对ClCRY2基因所编码的蛋白的理化性质和结构的研究,推测其在杉木茎和叶片发育进程中起重要的调控作用,参与蓝光信号的传导过程。