甘薯IbCHLI1基因的克隆及生物信息学分析

作者：高兵倩; 王珧; 刘洋; 赵路宽; 邓逸桐; 曹清河; 邹华文

来源：分子植物育种, 2021, 1-25.

• 甘薯[Ipomoea batatas （L.） Lam.]
• 镁离子螯合酶（MgCh）
• CHLI1
• 基因克隆
• 生信分析

甘薯[Ipomoea batatas （L.） Lam.]是重要的粮食、保健、工业原料和能源作物，而一些甘薯品种因叶型或叶色丰富且具有观赏价值而被作为观赏植物或绿化植物。CHLI1基因编码叶绿素合成途径中镁离子螯合酶（MgCh）的Chl I亚基，对叶绿素的合成以及叶绿体的发育至关重要，并影响植物叶片着色。本实验以‘徐薯29号’为材料，采用RT-PCR方法克隆CHLI1基因对其进行生物信息学分析，并进行了不同部位的表达模式分析。结果表明，甘薯IbCHLI1基因最大阅读框（ORF）长度为1281 bp，编码426个氨基酸，蛋白质相对分子质量为46184.90 Da，其分子式为C2032H3332N568O632S11，原子总数为6575，理论等电点为5.68；该蛋白属于亲水性非分泌蛋白，定位在叶绿体中，稳定性较好，不存在跨膜结构域以及信号肽，有多个磷酸化位点；该蛋白二级结构主要包括α-螺旋（42.25%）、无规则卷曲（35.21%）、延伸链（15.96%）和β转角（6.57%），三级结构预测结果显示该蛋白含有核苷三磷酸水解酶的P-loop环，保守结构域预测结果显示该蛋白是含有AAA结构域的ATP结合蛋白，属于Chl I超家族；系统进化分析发现该蛋白与三裂叶野牵牛（Ipomoea triloba）的CHLI1蛋白亲缘关系最近，序列相似性达到99.30%。组织特异性表达分析结果显示IbCHLI1基因在甘薯不同组织中存在明显的组织表达特异性，在叶片中表达量最高，在根中表达量最低。以上对IbCHLI1基因在甘薯中的初步分析将为后续利用基因工程手段创制观赏甘薯新种质提供理论依据。

• 单位
  江苏徐淮地区徐州农业科学研究所; 长江大学; 中国农业科学院甘薯研究所