目的鑒定金鐵鎖WRKY(PtWRKY)轉(zhuǎn)錄因子基因,并分析其蛋白序列特征和功能特性。方法采用生物信息學(xué)方法,對(duì)具有全長(zhǎng)開放閱讀框(ORF)的PtWRKY轉(zhuǎn)錄因子基因進(jìn)行鑒定,并對(duì)其蛋白理化特征、基序(motif)和保守結(jié)構(gòu)域、系統(tǒng)進(jìn)化、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)信息及表達(dá)模式進(jìn)行分析。結(jié)果于金鐵鎖轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)庫中鑒定出10個(gè)具有完整ORF的PtWRKY家族基因,蛋白長(zhǎng)度為203～371 aa,分子量為23.0～43.1 kD,均具有WRKYGQK保守結(jié)構(gòu)域。系統(tǒng)聚類分析將10個(gè)PtWRKY蛋白、9個(gè)人參WRKY蛋白、3個(gè)西洋參WRKY蛋白分為4大類群,金鐵鎖、人參WRKY轉(zhuǎn)錄因子有著較高的同源性。轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)(TFBS)預(yù)測(cè)分析發(fā)現(xiàn),10個(gè)PtWRKY存在3個(gè)潛在的TFBS。PtWRKY基因表達(dá)模式分析顯示,多數(shù)PtWRKY在根中表達(dá)量較高。在根中高表達(dá)的基因主要集中在IIc及IId亞型。結(jié)論本實(shí)驗(yàn)首次從金鐵鎖中得到PtWRKY基因,可為進(jìn)一步研究該轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控藥材中五環(huán)三萜皂苷合成的生物機(jī)理及作用提供依據(jù)。

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圖1金鐵鎖WRKY基因結(jié)構(gòu)分析

通過同源比對(duì)及開放閱讀框(ORF)預(yù)測(cè),從PtWRKY轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫273條序列中得到10條具有完整ORF的PtWRKY序列,開放閱讀框612bp(DN23488_c0g1)～1116bp(DN23438_c0g4)。通過基因結(jié)構(gòu)分析(圖1)發(fā)現(xiàn),DN21294_c0g3、....

圖3金鐵鎖、人參、西洋參WRKY蛋白的系統(tǒng)進(jìn)化樹

通過MEGA6.0,以10個(gè)PtWRKY、9個(gè)人參WRKY(PgWRKY)、3個(gè)西洋參WRKY(PqWRKY)轉(zhuǎn)錄因子序列構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹,通過已知的人參、西洋參WRKY功能鑒定同源金鐵鎖WRKY,從而預(yù)測(cè)了解后者功能,結(jié)果見圖3。由此可知,12個(gè)WRKY轉(zhuǎn)錄因子分為4個(gè)大類Cla....

圖2金鐵鎖WRKY蛋白基序分析

表1金鐵鎖WRKY蛋白理化特征PtWRKY名稱ORF/bp編碼氨基酸/aa分子式理論pI相對(duì)分子量/kD親水系數(shù)DN13381_c0g1678225C1058H1662N298O358S96.0725.0-0.823DN19980_c0g2903....

圖4金鐵鎖WRKY轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的分析

轉(zhuǎn)錄因子蛋白調(diào)控特定基因的表達(dá)是通過與目的基因5′端上游部分的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)TFBS(transcriptionfactorbindingsite)特異性結(jié)合來實(shí)現(xiàn)的[22],研究表明TFBS具有保守性,有相同或相似的該序列就可結(jié)合相同的轉(zhuǎn)錄因子[23]。將PtWRKY轉(zhuǎn)....

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