粒用高粱glutelin基因的表达与进化分析

高粱glutelin是一种储藏蛋白,存在于水稻、玉米等禾谷类作物的籽粒中,是不溶于纯水、中性的盐溶液或酒精,但溶于稀碱或稀酸的蛋白质总称。为进一步研究高粱glutelin功能,改善籽粒品质提供基础,通过BLAST Phytozome数据库获得高粱glutelin的DNA和氨基酸序列数据,结合生物信息学方法鉴定到SbGLUA1(So⁃bic.001G143700)、SbGLUA2(Sobic.009G017600)、SbGLUB4(Sobic.009G007100)基因,并对高粱glutelin基因家族信息、基因结构、系统进化树、glutelin不同基因型各组织表达以及glutelin蛋白质理化性质、跨膜、二级结构、三级结构、蛋白互作关系进行分析。结果表明,glutelin蛋白大多不是分泌性蛋白,是亲水蛋白且流动性较差,SbGLUB4的二级结构主要是无规则卷曲和α-螺旋。glutelin蛋白结构域分析结果显示,大多蛋白较为保守;高粱glutelin与小麦谷蛋白同源性较高。SbGLUB4为种子专性表达,且随种子成熟度程度的增加而增加;各基因表达在品种间存在差异,IS22204较Laohanye略高;SbGLUA2在种子、穗等多个器官表达。STRING预测互作蛋白显示,SbGLUB4与多个种子储藏蛋白结构基因及调节基因(如MYB和bHLH)互作,而SbGLUA2与DNA解旋酶、重组酶等互作,推测可能是其功能发生了变化。