杜仲ABC转运蛋白基因家族成员鉴定与分析

ABC转运蛋白(ATP—binding cassette transpoter)是一类庞大而古老的跨膜运输蛋白家族,在生物体内参与多种物质的转运积累、有害物质解毒、气孔调节、植物防御等生理活动。杜仲(Eucommia ulmoides Oliv)作为重要的中药材,其药用成分主要为次生代谢产物,次生代谢物转运与积累过程需要ABC转运蛋白的参与。利用生物信息学手段对杜仲ABC转运蛋白基因家族进行鉴定,并分析该家族蛋白质性质和结构、跨膜结构、亚细胞定位、系统进化关系。研究表明,EuABC家族生物信息学预测有76个成员,含有1~7个保守基序;编码蛋白多为稳定蛋白,主要分布于细胞质膜上,二级结构以α-螺旋和无规卷曲为主要构成元件;进化树分析表明,杜仲ABC转运蛋白家族可分为8个亚家族(A~G;I),每组成员数量分别为3、19、14、1、1、1、29、8。研究结果可为进一步研究杜仲次生代谢物质转运与积累奠定基础,也为其他植物ABC转运蛋白家族的研究提供了参考依据。

杜仲EuABCF1基因克隆及表达分析

ABC转运蛋白参与调节植物体内的多种生理过程,本研究从杜仲(Eucommia ulmoides)中克隆得到EuABCF1基因,并对其表达及功能进行研究。EuABCF1基因ORF序列长1809 bp,编码602个氨基酸,相对分子质量67 kDa,等电点6.38,有2个核苷酸结合域,不具有跨膜域和信号肽,属于稳定亲水性蛋白。进化树分析表明,杜仲EuABCF1蛋白与其他物种ABCF1蛋白有一定的同源性,其中与毛果杨(Populus trichocarpa)的ABCF1蛋白亲缘性较近。基因表达分析发现EuABCF1基因在杜仲雄花、根、茎、叶中等不同组织中均有表达,在雄花中表达量最高。在4°C处理下,EuABCF1基因在杜仲叶中的相对表达量呈现先下降后上升;EuABCF1表达对400μmol·L-1 IAA和100μmol·L-1 MeJA也有响应,本研究结果表明杜仲EuABCF1基因可能直接或间接参与IAA、MeJA信号转导及杜仲冷应答。