铁皮石斛RCA2基因克隆与生物信息学分析

核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶是光合碳同化作用的关键酶,它对调节铁皮石斛Rubisco活性和光合速率具有直接的作用,对其进行基因等方面的研究,会对改变植物光合速率打下良好基础。该研究以一年生铁皮石斛叶片为材料,采用RT-PCR和RACE技术成功克隆了Rubisco活化酶(RCA)基因,并对其进行生物信息学分析。结果表明:RCA基因全长1 730 bp,命名为RCA2(Gen Bank登录号KT205842),其中5'-UTR 81 bp、3'-UTR 326 bp,开放阅读框1 323 bp,编码440个氨基酸,分子质量为48.53 k Da,等电点为6.19,包含P-loop NTPase超家族基因结构。氨基酸多重序列比对发现RCA2核苷酸序列与蝴蝶兰的相似性高达87%。RCA2编码蛋白为亲水性蛋白;亚细胞定位于叶绿体基质;蛋白质二级结构分析,α螺旋占30.68%,延伸链占25.45%,不规则折叠占43.86%。RCA2编码蛋白质的功能预测发现,RCA2在中间代谢起到了一个非常重要的角色。该研究发现对铁皮石斛光合作用关键酶Rubisco的分析可为其光合作用特性的发掘提供理论基础,并为提高温室大棚栽培效率提供理论依据。