甘蔗ScGH3.8基因的克隆、表达及蛋白纯化

Gretchen hagen 3(GH3)基因编码酰基酰胺合成酶,属于植物生长素早期响应基因,通过催化生长素和茉莉酸等激素与氨基酸的偶联反应,使激素失活或激活来维持植物体内激素的动态平衡,从而调节植物生长发育和抵抗逆境胁迫。本研究采用RT-PCR克隆甘蔗(Saccharum officinarum)GH3基因,获得长1 776 bp具有完整开放阅读框的基因序列,命名为ScGH3.8。生物信息学分析表明,ScGH3.8基因编码591个氨基酸,具有GH3高度保守结构域、无跨膜结构和信号肽,亚细胞定位于细胞质,属酸性蛋白。系统进化分析表明,ScGH3.8与南荻(Miscanthus lutarioriparius)、高粱(Sorghum bicolor)和玉米(Zea mays)的GH3进化关系最近,属于同一进化分支。逆境胁迫表达分析表明,ScGH3.8同源基因Sspon.03G0024250-1A、Sspon.03G0024250-2C、Sspon.03G0024250-3D、Sspon.03G0037250-1B受干旱和甘蔗花叶病毒胁迫诱导表达;Sspon.03G0024250-1A受甘蔗镰孢菌(Fusarium sacchari)胁迫诱导表达。通过构建pRSF-ScGH3.8原核表达载体,将其转入大肠杆菌BL21(DE3)菌株并诱导表达,发现重组蛋白最佳表达条件为37℃, 0.5 mmol/L的IPTG诱导2 h。利用亲和层析法对重组蛋白进行纯化获得ScGH3.8蛋白,相对分子质量为64.59 kDa。这些结果为进一步探究ScGH3.8基因在甘蔗发育和抗逆性中的功能提供理论参考和数据支持。