水稻多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白家族OsPGIP结构及基因表达特征分析

植物多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(polygalacturonase-inhibitingprotein,PGIP)可特异性识别病原菌PG(polygalacturonase),从而提高植物的抗病能力。研究表明水稻中共存在7个OsPGIP基因,为明确OsPGIP家族的蛋白质结构及基因表达特征,从水稻cDNA中扩增各OsPGIP基因序列,经克隆、测序后进行生物信息学分析与蛋白质结构模拟,并测定其在生物逆境与非生物逆境胁迫下的表达量变化。经多序列比较与系统发育进化分析发现,相同或相近物种PGIP往往具有较高的相似性,虽然多数OsPGIP亲缘关系较近,但它们并不能完全聚类在一起。7个OsPGIP蛋白均具有一个信号肽和9~11个LRR片段,各LRR片段中均含有PGIP的特征结构域xxLxLxx。二级结构由α-螺旋、β-折叠和随机卷曲组成,且多以随机卷曲为主,这些二级结构以重复的随机卷曲—α-螺旋—随机卷曲—β-折叠组成线圈状结构,并按右手螺旋规则形成一个特定的凹面,负责OsPGIP与有害生物PG的互作。7个OsPGIP蛋白多较稳定,且均为疏水蛋白、脂溶性好、具有跨膜结构、定位于细胞外、有1到多个N-糖基化位点、在大肠杆菌中原核表达后基本不溶。经生物和非生物逆境处理后,水稻中不同OsPGIP基因的表达量上下调差异较大,但表达量总和明显上调,说明在逆境条件下水稻可通过调节自身OsPGIP基因的表达量,从而提高其抗逆性。