新疆农业科学 ›› 2023, Vol. 60 ›› Issue (12): 2869-2877.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2023.12.002
• 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学·土壤肥料 • 上一篇 下一篇
刘晨曦1(), 朱雨婷1, 周强1, 陈瑾1, 赵文杰1, 郑凯1,2()
收稿日期:
2023-04-09
出版日期:
2023-12-20
发布日期:
2024-01-03
通信作者:
郑凯(1988-),男,河南信阳人,讲师,博士,硕士生导师,研究方向为棉花分子育种,(E-mail)zhengkai555@126.com
作者简介:
刘晨曦(2001-),男,山东临沂人,研究方向为种子科学与工程,(E-mail)1176666997@qq.com
基金资助:
LIU Chenxi1(), ZHU Yuting1, ZHOU Qiang1, CHEN Jin1, ZHAO Wenjie1, ZHENG Kai1,2()
Received:
2023-04-09
Online:
2023-12-20
Published:
2024-01-03
Correspondence author:
ZHENG Kai(1988-), male, Xinyang, Henan Province, associate professor, doctoral and master tutor, research direction: cotton molecular breeding, (E-mail)Supported by:
摘要:
【目的】研究GbD27-6基因在海岛棉分枝和侧枝生长中的影响作用,为分析GbD27基因在胞内运输作用及在纤维发育中参与表皮细胞突起研究提供参考。【方法】以海岛棉Pimas-7 在15 d的纤维材料为模板,克隆独脚金内酯(SLs)合成通路中的关键基因GbD27-6,利用生物信息学分析网站分析该基因,并利用qRT-PCR技术分析其基因表达量的差异性。【结果】GbD27-6基因全长816 bp,编码271个氨基酸,蛋白分子式为C1335H2134N350O389S24,分子质量大约为30.081 18 kDa,等电点为8.40,属于DUF4033超家族蛋白成员,且为不稳定疏水性蛋白。GbD27-6基因定位在细胞膜,GbD27-6基因在海岛棉花瓣、苞叶、花药中均有表达,其中在苞叶中表达量最高,在花瓣中表达量最低;而在不同发育时期的纤维中均有不同程度的表达,其中在纤维发育20 d的表达量最高,在10 d时表达量最低。【结论】GbD27-6基因在纤维中存在差异表达。
中图分类号:
刘晨曦, 朱雨婷, 周强, 陈瑾, 赵文杰, 郑凯. 海岛棉β-胡萝卜素异构酶GbD27-6基因克隆及表达分析[J]. 新疆农业科学, 2023, 60(12): 2869-2877.
LIU Chenxi, ZHU Yuting, ZHOU Qiang, CHEN Jin, ZHAO Wenjie, ZHENG Kai. Cloning and bioinformatics analysis of β-carotene isomerase GbD27-6 gene in sea island cotton[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2023, 60(12): 2869-2877.
基因名称 Gene name | 引物名称 Primer name | 引物序列 Primer sequence(5'-3') |
---|---|---|
GbD27-6 | qGbD27-6F | ATGAAAATGATGCCTCTGGCTCTGA |
qGbD27-6R | TTACGCGTTTGGACATTTCATCACAT | |
UBQ7 | UBQ7-F | GACCTACACCAAGCCCAAGAAG |
UBQ7-R | TGAGCCCACACTTACCACAATAGT |
表1 引物序列
Tab.1 Primer sequence
基因名称 Gene name | 引物名称 Primer name | 引物序列 Primer sequence(5'-3') |
---|---|---|
GbD27-6 | qGbD27-6F | ATGAAAATGATGCCTCTGGCTCTGA |
qGbD27-6R | TTACGCGTTTGGACATTTCATCACAT | |
UBQ7 | UBQ7-F | GACCTACACCAAGCCCAAGAAG |
UBQ7-R | TGAGCCCACACTTACCACAATAGT |
软件名称 Software name | 网址 URL | 作用 Effect |
---|---|---|
Genbank | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/ | CDS序列分析 |
ExPasy | | 理化性质预测 |
WoLF PSORT | | 亚细胞定位预测 |
SOPMA | | 蛋白质二级、三级结构预测 |
_automat.pl page=npsa_sopma.html | ||
SignaIP | | 蛋白质信号肽预测分析 |
TMHMM | | 蛋白质跨膜区分析 |
SMART | | 保守结构域分析 |
NetPhos | | 磷酸化位点分析 |
MEME | | motif分析 |
MEGA | | 多序列比对、进化树分析 |
表2 生信分析软件
Tab.2 Bioinformatics analysis software
软件名称 Software name | 网址 URL | 作用 Effect |
---|---|---|
Genbank | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/ | CDS序列分析 |
ExPasy | | 理化性质预测 |
WoLF PSORT | | 亚细胞定位预测 |
SOPMA | | 蛋白质二级、三级结构预测 |
_automat.pl page=npsa_sopma.html | ||
SignaIP | | 蛋白质信号肽预测分析 |
TMHMM | | 蛋白质跨膜区分析 |
SMART | | 保守结构域分析 |
NetPhos | | 磷酸化位点分析 |
MEME | | motif分析 |
MEGA | | 多序列比对、进化树分析 |
图1 海岛棉GbD27-6基因凝胶电泳图 注:M:DL2000 DNA maker;1:GbD27-6基因的扩增产物
Fig.1 Electrophoresis diagram of GbD27-6 gene of sea island cotton M:DL2000 DNA maker;1:Amplified product of GbD27-6 gene
图2 海岛棉GbD27-6基因菌液凝胶电泳图 注:M:DL2000 DNA maker;2:GbD27-6基因菌液的阳性鉴定
Fig.2 Electrophoresis diagram of GbD27-6 gene bacterial fluid of sea island cotton Note:M:DL2000 DNA maker;2:Positive identification of the bacterial fluid of GbD27-6 gene
蛋白质折叠类型 Protein folding type | 折叠个数 Number of folds | 占比 Proportion(%) |
---|---|---|
无规则卷曲 Random coil | 133 | 49.08 |
α-螺旋 α-spiral | 88 | 32.47 |
延伸链 Extended chain | 37 | 13.65 |
β-转角 β-corner | 13 | 4.80 |
表3 GbD27-6蛋白二级结构预测
Tab.3 Secondary structure prediction of GbD27-6 protein
蛋白质折叠类型 Protein folding type | 折叠个数 Number of folds | 占比 Proportion(%) |
---|---|---|
无规则卷曲 Random coil | 133 | 49.08 |
α-螺旋 α-spiral | 88 | 32.47 |
延伸链 Extended chain | 37 | 13.65 |
β-转角 β-corner | 13 | 4.80 |
图12 海岛棉GbD27-6基因在花器官不同组织中的表达量 注:*、**和***表示同一基因不同处理间在0.05、0.01、0.001水平差异显著,下同
Fig.12 Expression of GbD27-6 gene of Gossypium barbadense in different tissues of floral organs Note:*,** and*** mean significant differences among different treatments of same gene at the 0.05, 0.01 and 0.001 probability levels,respectively,the same as below
[1] | 孙洪影. 森林草莓FveD27基因分离鉴定及表达特性分析[D]. 沈阳: 沈阳农业大学, 2019. |
SUN Hongying. Isolation, identification and expression characteristics of FveD27 gene from forest strawberry[D]. Shenyang: Shenyang Agricultural University, 2019. | |
[2] | 周晓燕. 独角金内酯的研究进展综述[J]. 安徽农学通报, 2016, 22(20):19-21. |
ZHOU Xiaoyan. Review of research progress of unicorn lactone[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2016, 22(20):19-21. | |
[3] | Kretzschmar T, Kohlen W, Sasse J, et al. A petunia ABC protein controls strigolactonedependent symbiotic signalling and branching[J]. Nature, 2012, 483(7389). |
[4] | 倪吉乐. REL2在水稻籽粒和分蘖发育中的作用机理研究[D]. 重庆: 西南大学, 2020. |
NI Jile. Study on the mechanism of REL2 in rice grain and tiller development[D]. Chongqing: Southwest University, 2020. | |
[5] | 卓一南. 青天葵中独脚金内酯合成相关基因NfCCD7的克隆与表达载体的构建[D]. 广州: 广州中医药大学, 2018. |
ZHOU Yinan. Cloning and construction of expression vector of NfCCD7, a gene related toolactone synthesis in Sunflower[D]. Guangzhou: Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine, 2018. | |
[6] | 安奕霖, 尹克林. 独脚金内酯合成路径及抗逆性研究进展[J]. 现代农业科技, 2019,(9):120-122,125. |
An Yilin, YIN Kelin. Research progress on synthetic path and stress resistance of Lactoneof Lactone[J]. Modern Agricultural Science and Technology, 2019,(9):120-122,125. | |
[7] |
Matusova R, Rani K, Verstappen F W A, et al. The strigolactone germination stimulantsof the plant- parasitic striga and orobanche spp. are derived from the carotenoid pathway[J]. Plant Physiology, 2005, 139(2):920-934.
DOI URL |
[8] | Santoro V, Schiavon M, Visentin I, et al. Strigolactones affect phosphorus acquisition strategies in tomato plants.[J]. Plant, Cell & Environment, 2021, 44(11). |
[9] |
Bunsick M, Toh S, Wong C, et al. SMAX1-dependent seed germination bypasses GA signalling in Arabidopsis and Striga[J]. Nature Plants, 2020, 6(6):1-7.
DOI |
[10] | 沈月, 陶宝杰, 华夏, 等. 独脚金内酯与激素互作调控根系生长的研究进展[J/OL]. 生物技术通报:1-8[2022-08-18]. |
SHEN Yue, TAO Baojie, HUA Xia, et al. Advances in the study of root growth regulation by interactions of strigolactones and hormones[J/OL]. Biotechnology Bulletin:1-8[2022-08-18]. | |
[11] |
平文超, 张永江, 刘连涛, 等. 棉花根系生长分布及生理特性的研究进展[J]. 棉花学报, 2012, 24(2):183-190.
DOI |
PING Wenchao, ZHANG Yongjiang, LIU Liantao, et al. Research progress on root growth distribution and physiological characteristics of cotton[J]. Cotton Science, 2012, 24(2):183-190. | |
[12] | Kun-Peng J, Lina B, Salim A B. From Carotenoids to Strigolactones[J]. Journal of Experimental Botany, 2017,(9):9. |
[13] | 唐超男. 外源独脚金内酯调控辣椒幼苗低温耐受性的生理与分子机制[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2021. |
TANG Chaonan. Physiological and molecular mechanism of exogenous bicephalolactone regulating low temperature tolerance of pepper seedlings[D]. Lanzhou: Gansu Agricultural University, 2021. | |
[14] | 张艳培, 孙伟, 尹亮, 等. 水稻半矮化多分蘖突变体f2-132的表型分析和基因定位[J]. 植物遗传资源学报, 2014, 15(1):165-170. |
ZHANG Yanpei, SUN Wei, Yinliang, et al. Phenotypic analysis and gene mapping of rice semi-dwarf multi-tiller mutant f2-132[J]. Journal of Plant Genetic Resources, 2014, 15(1):165-170. | |
[15] | 陈全家. 棉纤维发育相关基因转录组学、表达谱分析研究[D]. 北京: 中国农业大学, 2014. |
CHEN Quanjia. Analysis of transcriptomic expression profile of cotton fiber development related genes[D]. Beijing: China Agricultural University, 2014. | |
[16] | 张荣祥, 杨清, 赵德刚. 新型植物激素—独脚金素内酯[J]. 生物学通报, 2011, 46(5):10-13. |
ZHANG Rongxiang, YANG Qing, ZHAO Degang. A New Phytohormone—strigolactones[J]. Biology Bulletin, 2011, 46(5):10-13. | |
[17] | 苏维娜, 臧家富. 独脚金内酯生物学功能研究进展[J]. 山东农业科学, 2022, 54(5):159-164. |
SU Weina, ZANG Jiafu. Research progress on biological function of Lactone[J]. Shandong Agricultural Sciences, 2022, 54(5):159-164. | |
[18] | 杜丽丽. 海岛棉枯萎病抗性遗传分析及抗病相关标记的评价[D]. 乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2015. |
DU Lili. Genetic analysis of Fusarium wilt resistance of sea island cotton and evaluation of disease resistance related markers[D]. Urumqi: Xinjiang Agricultural University, 2015. |
[1] | 靳娟, 苏比娜·肖克来提, 阿布都卡尤木·阿依麦提, 杨磊, 郝庆, 樊丁宇. 灰枣扩展蛋白基因ZjEXPA8的克隆及序列分析[J]. 新疆农业科学, 2023, 60(9): 2223-2230. |
[2] | 段松江, 彭增莹, 申莹莹, 木丽迪尔·拜波拉提, 吴一凡, 崔建平, 张巨松. 不同海岛棉品种产量及纤维品质对氮肥的响应[J]. 新疆农业科学, 2023, 60(7): 1569-1579. |
[3] | 邵盘霞, 赵准, 邵武奎, 郝晓燕, 高升旗, 李建平, 胡文冉, 黄全生. 玉米ZmCDPK22基因在干旱胁迫下的表达分析[J]. 新疆农业科学, 2023, 60(6): 1372-1378. |
[4] | 耿翡翡, 孟超敏, 卿桂霞, 周佳敏, 张富厚, 刘逢举. 陆地棉磷高效基因GhMYB4的克隆与表达分析[J]. 新疆农业科学, 2023, 60(6): 1406-1412. |
[5] | 娜斯拜·阿卜杜瓦哈普, 高晓娟, 坤杜孜阿依·阿布都沙拉木, 李江伟. 新疆双峰驼C3d基因cDNA的克隆与序列分析[J]. 新疆农业科学, 2023, 60(2): 493-500. |
[6] | 秦国礼, 王为然, 王萌, 杨静, 黄幸磊, 刘志清, 朱家辉, 阿里甫·艾尔西, 孔杰, 陈国栋. 草甘膦对海岛棉农艺性状及光合作用的影响[J]. 新疆农业科学, 2023, 60(12): 2861-2868. |
[7] | 胡文冉, 赵准, 邵武奎, 黄全生. 陆地棉TCP家族基因鉴定及组织表达分析[J]. 新疆农业科学, 2023, 60(11): 2627-2637. |
[8] | 玛依拉·玉素音, 阳妮, 徐海江, 杨延龙, 张大伟, 李春平, 石必显, 赖成霞. 受棉铃虫诱导的棉花糖基转移酶UGT基因家族的生物信息学及表达分析[J]. 新疆农业科学, 2023, 60(10): 2396-2403. |
[9] | 才羿, 戴冬洋, 谭海, 王迪, 杨芬, 王岭, 盛云燕. 甜瓜AMS基因结构分析及基因编辑载体构建[J]. 新疆农业科学, 2023, 60(1): 61-68. |
[10] | 李敏, 马英, 呼尔查, 何文文, 史倩云, 阿力木江·加帕尔, 蒋倩, 巴音查汗. 边缘革蜱Dm 86基因表达及免疫原性分析[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(9): 2324-2332. |
[11] | 宋吉坤, 辛玥, 李龙云, 刘国元, 裴文锋, 马建江, 曲延英, 于霁雯, 吴嫚. 利用基因芯片分析比较Giza75和SG747纤维发育差异表达基因[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(6): 1312-1330. |
[12] | 杨静, 王为然, 王萌, 朱家辉, 宁新民, 阿里甫·艾尔西, 闵玲, 孔杰. 新疆海岛棉胚性愈伤组织培养体系[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(6): 1321-1329. |
[13] | 杨龙, 赵福相, 段雅洁, 蔡永生, 郑凯, 陈琴, 陈全家, 曲延英. 海岛棉重组自交系群体花铃期抗旱性评价[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(12): 2861-2869. |
[14] | 陆小双, 张梦洁, 韩万里, 龙遗磊, 刘鹏飞, 陈全家, 曲延英, 邓晓娟. 海岛棉抗枯萎病性状与 SSR标记的关联分析[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(10): 2365-2373. |
[15] | 戴麒, 徐瑞强, 李宁, 王柏柯, 王娟, 黄少勇, 帕提古丽·艾斯木托拉, 余庆辉. 潘那利番茄GRF基因家族全基因组鉴定分析[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(10): 2456-2465. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||