怀玉山高山马铃薯蔗糖合酶基因的克隆和分析

作者：洪森荣; 邓雨晴; 吴洪婷; 陈婷; 郭淑贞; 杨于萱; 蔡红; 陈荣华

来源：福建农业学报, 2021, 36(02): 148-156.

DOI：10.19303/j.issn.1008-0384.2021.02.003

• 怀玉山高山马铃薯
• 试管苗
• 蔗糖合酶
• 克隆
• 序列分析

【目的】蔗糖合酶是植物蔗糖代谢途径中的关键酶,在植物的生长发育过程中具有重要作用。分析蔗糖合酶的核酸序列信息,预测其蛋白结构与功能,以期揭示该酶生物学功能。【方法】通过怀玉山高山马铃薯(Solanum tuberosum L. cv. Huaiyushan,缩写S. tuberosum L. cv. Huaiyushan)试管苗转录组数据库筛选到蔗糖合酶基因的核心片段(PGSC0003DMG400002895,SuSy 4),利用RT-PCR技术克隆怀玉山高山马铃薯蔗糖合酶基因,并采用生物信息学方法进行序列分析。【结果】怀玉山高山马铃薯蔗糖合酶基因cDNA总长度为2 418 bp,G+C含量为45.08%;怀玉山高山马铃薯蔗糖合酶由805个氨基酸组成,分子量92 471.33 Da,等电点5.87,为亲水性蛋白;怀玉山高山马铃薯蔗糖合酶的二级结构包括α-螺旋(45.84%)、β-片层(15.16%)、无规则卷曲(39.01%),C端和N端含β-片层和α-螺旋,而无规则卷曲、延伸链、β-片层和α-螺旋则散布于整个蛋白质中;怀玉山高山马铃薯蔗糖合酶的三级结构为四聚体;怀玉山高山马铃薯蔗糖合酶主要存在细胞质、线粒体和叶绿体中;怀玉山高山马铃薯与番茄(Solanum lycopersicum)、潘那利番茄(Solanum pennellii)、智利番茄(Solanum chilense)、马铃薯(Solanum tuberosum)、辣椒(Capsicum annuum)、风铃辣椒(Capsicum baccatum)等6种植物在一个大分支下,这说明怀玉山高山马铃薯蔗糖合酶基因在进化上与这6种植物的亲缘关系较近,尤其是与马铃薯的进化上具有最高的亲缘关系。【结论】怀玉山高山马铃薯蔗糖合酶基因具有典型蔗糖合酶的结构特征,氨基酸序列及核酸序列与同源物种相似度高,在进化上高度保守,对进一步揭示该酶生物学功能具有重要意义。

• 单位
  上饶农业技术创新研究院; 上饶师范学院; 上饶市红日农业开发有限公司; 生命科学学院