木薯SWEETs基因家族生物信息学及表达特性研究

SWEET (sugars will eventually be exported transporters)是植物中新发现的一类编码糖转运蛋白的基因,它在植物生长发育及糖代谢过程中发挥重要作用。该基因家族在木薯(Manihot esculenta)中尚未有详细的报道。本研究从Phytozome数据库获得了28个木薯SWEET候选基因并对其进行生物信息学分析,在华南124的木薯苗中通过荧光定量实验检测SWEET基因在旱胁迫下的表达水平。结果发现木薯SWEET基因被分为4簇,主要分布在第6条和第14条染色体上,编码234 aa与302 aa之间的氨基酸序列;木薯SWEET基因家族的表达在旱胁迫条件下发生了变化,其中明显上调的基因有9个,包括MeSWEET1b、MeSWEET2a、MeSWEET6、MeSWEET9a、MeSWEET9b、MeSWEET12、MeSWEET15a、MeSWEET15b和MeSWEET16c;而表达量明显下调的基因也有9个,为MeSWEET2b、MeSWEET3b、MeSWEET4、MeSWEET7、MeSWEET11、MeSWEET16a、MeSWEET16b、MeSWEET17a和MeSWEET17c。这些结果为进一步阐明SWEET基因家族在木薯中的功能提供理论依据。     

木薯A20/AN1锌指蛋白基因的克隆及其预测性特征

A20/AN1锌指蛋白现已快速成为利用生物技术改良植物对非生物胁迫耐性的候选靶标基因,但是对该类蛋白在植物中功能大多出于预测分析。木薯被认为是一种抗逆性较强的作物,为了给木薯抗逆分子机制研究提供线索,本研究从木薯中克隆一了个同时具有A20和AN1结构域的锌指蛋白基因Metip并进行了生物信息学分析。结果表明,Metip的c DNA编码区长为561 bp,推断编码的锌指蛋白Metip由186个氨基酸组成。Metip的分子量为20.17 k D;等电点为8.9;不稳定指数为40.78;脂肪指数56.18;亲水系数-0.529,由此推断Metip是一种不稳定的偏碱性的亲水蛋白;该蛋白无跨膜结构和信号肽,极有可能定位在细胞核。顺式作用元件分析发现具有7个与逆境胁迫应答有关的元件和10个光响应元件。木薯的Metip与拟南芥和水稻中的与非生物胁迫抗性相关的A20/AN1锌指蛋白具有演化亲缘关系。