小麦衰老相关基因TaSAG39的生物信息学及表达模式分析

作     者：孙丽丽 晋秀娟 赵锴 Md Ashraful Islam 卢娟 王曙光 孙黛珍 SUN Lili;JIN Xiujuan;ZHAO Kai;Md Ashraful Islam;LU Juan;WANG Shuguang;SUN Daizhen

作者机构：山西农业大学农学院山西太谷030801 省部共建有机旱作农业国家重点实验室(筹)山西太原030031 

出 版 物：《华北农学报》 (Acta Agriculturae Boreali-Sinica)

年 卷 期：2022年第37卷第2期

页      面：18-27页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：山西农业大学省部共建有机旱作农业国家重点实验室自主研发项目(202002-2) 

主　　题：小麦 TaSAG39 半胱氨酸蛋白酶 生物信息学分析 表达模式 

摘      要：半胱氨酸蛋白酶是蛋白质降解过程中的一类水解酶,参与植物的衰老与成熟,在植物生长发育过程中发挥重要作用。基于前期得到的小麦衰老阶段转录组数据中筛选到一个衰老特异的半胱氨酸蛋白酶(SAG39),为了研究TaSAG39基因在小麦衰老过程中发挥的作用,采用生物信息学分析方法和实时荧光定量(qRT-PCR)技术对TaSAG39的基因结构和表达模式进行分析。结果表明,其氨基酸序列与小麦祖先种节节麦、野生二粒小麦以及硬粒小麦亲缘关系最近,含有木瓜蛋白酶亚家族特有的活性位点Cys-His-Asn以及EFNIN结构。TaSAG39-5A、TaSAG39-5B、TaSAG39-5D基因组全长分别为1455,1435,1439 bp,编码序列长分别为1041,1050,1038 bp,均含2个外显子和1个内含子;其编码的蛋白分别由346,349,345个氨基酸组成,分子质量约37 ku,等电点5.53~5.67,为稳定的带负电的亲水性蛋白;主要构成元件为无规则卷曲和α-螺旋,在蛋白质N段含有信号肽,具有保守的Inhibitor_I29和Peptidase_C1结构域,含有35~37个磷酸化位点,其中以丝氨酸磷酸化位点和苏氨酸磷酸化位点为主。TaSAG39蛋白可能与半胱氨酸蛋白酶抑制剂以及14-3-3蛋白互作,该基因启动子中含有脱落酸、茉莉酸甲酯、生长素、光、干旱、低温以及胁迫响应等有关的顺式作用元件。qRT-PCR结果证实,TaSAG39基因受自然衰老、黑暗、干旱、茉莉酸甲酯、高温、生长素诱导表达,在自然衰老过程中基因的诱导表达最为显著。