大豆ELF3的生物信息学分析及GmELF3Ld功能初探

ELF3是生物节律钟重要的组成部分,在植物的生长发育中发挥重要作用。大豆是光周期敏感的短日作物,含有5个ELF3同源基因,其中GmELF3a/J是引起大豆绿色革命的明星基因,主要调控大豆童期的发育。为分析其他4个GmELF3同源基因的功能,本研究利用MEGA-X、Multalin SOPMA和ExPASy-Prot Param等工具对它们的进化关系、蛋白功能、特性、亚细胞定位及基因表达情况进行生物信息学分析,同时通过转化拟南芥初步研究GmELF3Ld的功能。结果表明:大豆中5个ELF3基因可以分为两类,其中GmELF3a/J、GmELF3b和GmELF3c为A类,GmELF3Ld和GmELF3Le为B类。GmELF3Le的α螺旋含量及不稳定性指数均为最高。另外,这5个蛋白均为亲水性非跨膜蛋白,含有多个丝氨酸和酪氨酸磷酸化位点,为蛋白活性调控提供条件。B类基因表达量远高于A类且表现出明显的营养器官与生殖器官分化,即GmELF3b和GmELF3c基因在花和种子中高表达,GmELF3Ld和GmELF3Le则在叶片中高表达。转基因拟南芥研究结果表明,GmELF3Ld抑制拟南芥开花关键基因FT和CO的表达,延迟拟南芥的花期。本研究结果表明两类GmELF3同源蛋白具有不同的生物学功能,GmELF3Ld延迟拟南芥的花期。