毛竹PheERF5基因克隆及生物信息学分析

作     者：胡俊东 吴惠俐 吕浩 HU Jundong;WU Huili;LYU Hao

作者机构：湖南省森林植物园湖南长沙410116 长株潭城市群森林生态系统国家定位观测研究站湖南长沙410116 中南林业科技大学生命科学与技术学院湖南长沙410004 

出 版 物：《经济林研究》 (Non-wood Forest Research)

年 卷 期：2021年第39卷第2期

页      面：55-62页

学科分类：08[工学] 09[农学] 0902[农学-园艺学] 0834[工学-风景园林学（可授工学、农学学位）] 

基　　金：湖南省重点研发项目子项目“湖南特色观赏和笋用竹类资源高效培育技术研究与示范”(2016NK2144) 湖南省林业科技创新专项“湖湘地区森林景观构建及其精准提升技术研究”(XLK201942) 

主　　题：毛竹 ERF亚家族转录因子 基因克隆 生物信息学分析 

摘      要：【目的】探究毛竹ERF转录因子基因的结构与功能,为揭示毛竹ERF亚家族成员的抗逆境胁迫机制提供参考。【方法】利用RNA-Seq和RT-PCR技术从毛竹幼苗叶片中克隆PheERF5基因的全长cDNA,利用SMART:Main page、Prot-Param、ProtScale、NetPhos 3.1、TMHMM Server v.2.0、Softberry等在线分析软件对PheERF5蛋白进行生物信息学分析,采用DNAMAN7.0软件对PheERF5蛋白氨基酸序列进行比对分析,运用MEGA 6.0软件对PheERF5蛋白和水稻Oryza sativa AP2/ERF家族成员蛋白进行系统发育分析。【结果】从毛竹幼苗叶片中克隆获得PheERF5基因的全长cDNA片段,其开放阅读框序列全长为1017 bp,共编码339个氨基酸残基,编码蛋白相对分子质量为35.96 kD,等电点为4.58,其基因ID号为PH01001057G0620。PheERF5蛋白具有1个AP2保守结构域,属于AP2/ERF转录因子家族,为带负电荷的不稳定亲水性蛋白,其无信号肽,无跨膜结构,定位于细胞核。该蛋白存在48个磷酸化位点,以丝氨酸残基位点为主。PheERF5蛋白氨基酸序列与小米Setaria italica XP_004967470.1、水稻XP_015629650.1、二岁短柄草Brachypodium distachyon XP_003565510.1等禾本科植物的ERF氨基酸序列同源性高达84%以上,且与这些物种的AP2保守结构域同源性较高。PheERF5蛋白与124个AP2/ERF家族转录因子成员的系统发育进化分析结果显示,PheERF5与Os12g41030的亲缘关系最近,与Os12g41030、Os05g25260、Os03g60120、Os06g06540、Os01g12440和Os01g46570同属于ERF亚家族B-5子组转录因子成员,该组成员具有植物抗逆性生物学功能,主要参与植物抗病原菌侵染。【结论】PheERF5属于典型的植物AP2/ERF家族转录因子,为ERF亚家族B-5子组转录因子,可能在毛竹抗生物或非生物胁迫过程中发挥重要作用。