龙眼DlSWC5基因克隆、亚细胞定位及表达特性分析

【目的】克隆龙眼ATP依赖的染色质重塑相关基因DlSWC5,并分析其亚细胞定位及表达特性,为研究该基因在龙眼生长发育及早期体胚发生过程中的调控功能提供理论依据。【方法】以龙眼品种红核子体胚发生早期胚性愈伤组织(Embryogenic callus,EC)为试验材料,结合龙眼三代基因组数据,采用RT-PCR克隆DlSWC5基因cDNA序列,对其进行生物信息学分析,基于STRING数据库预测DlSWC5蛋白互作调控网络,并通过激光扫描共聚焦试验验证蛋白亚细胞定位情况。分别利用转录组测序技术和实时荧光定量PCR检测DlSWC5基因在体胚发生早期和不同组织及不同浓度吲哚乙酸(IAA)处理下EC中的表达情况。【结果】成功克隆出DlSWC5基因的cDNA序列,与基因组中DlSWC5基因CDS序列相似性达99.80%,共编码340个氨基酸残基,该蛋白不含信号肽和跨膜结构,共含有44个磷酸化位点,分子式为C_(1622)H_(2599)N_(459)O_(542)S_(8),相对分子质量为37458.71 Da,理论等电点(pI)为5.74。DlSWC5蛋白结构的预测结果显示,其二级结构包含48.53%的α-螺旋、40.29%的无规则卷曲、6.47%的延伸链、4.71%的β-转角,其三级结构与漾濞槭同源蛋白高度一致。蛋白互作预测结果显示,DlSWC5蛋白与PIE1、SWC2、SWC4等10个蛋白互作。亚细胞定位显示DlSWC5蛋白定位于细胞核中。DlSWC5基因的相对表达量在早期体细胞胚胎发生中无明显差异。DlSWC5基因在体胚发生早期及种子、根、茎、叶、花蕾、花、果皮、果肉、幼果等组织中均检测到表达,与对照组(0 mg/L)相比,DlSWC5基因的相对表达量在0.5、1.0、1.5和2.0 mg/L IAA处理24 h后均显著降低(P<0.05)。【结论】成功克隆了DlSWC5基因,其编码蛋白为不稳定的亲水性蛋白,呈酸性,定位于细胞核;DlSWC5基因在龙眼体胚发生早期EC阶段被IAA诱导下调表达。