假俭草NRAT1基因生物信息学和表达特性分析

作者：徐鑫; 王浩然; 张苓; 李晓慧; 张兵; 郭海林; 李建建^*

来源：植物资源与环境学报, 2023, 32(02): 38-46.

• 假俭草
• EoNRAT1基因
• 基因克隆
• 生物信息学分析
• 表达特性

为探析NRAT1基因在假俭草[Eremochloa ophiuroides(Munro) Hack.]耐铝分子机制中的作用，本研究基于假俭草全长转录组测序数据，采用PCR和RACE技术从假俭草耐铝基因型品系E105中克隆到1个NRAT1基因，命名为EoNRAT1,并对其进行了生物信息学分析；同时，采用qRT-PCR技术对1.0 mmol·L-1Al3+胁迫48 h内假俭草根、茎和叶中该基因的相对表达量进行了比较。结果显示：EoNART1基因开放阅读框(ORF)长度为1 614 bp,编码538个氨基酸。EoNART1蛋白的理论相对分子质量约58 430,理论等电点为pI 7.03,不稳定指数为30.98,疏水性氨基酸占比达67.2%,且包含10个跨膜区。并且，EoNART1蛋白主要定位于质膜、液泡和内质网，其二级和三级结构均以α-螺旋和无规卷曲为主。氨基酸序列比对结果显示：EoNRAT1与柳枝稷(Panicum virgatum Linn.)NRAT1的序列一致性达84.53%。系统进化分析结果显示：EoNRAT1与柳枝稷NRAT1首先聚在一起，并与硬直黑麦草(Lolium rigidum Gaud.)等10种植物的NRAT1聚为一个分支，而二穗短柄草[Brachypodium distachyon(Linn.) P. Beauv.]等6种植物的Nramp5聚为另一个分支。qRT-PCR分析结果显示：胁迫48 h内EoNRAT1基因在假俭草根、茎和叶中均有表达；胁迫12和24 h,该基因在根和叶中的相对表达量显著高于胁迫0 h;胁迫48 h,该基因在根中的相对表达量仍保持在较高水平，但在叶中的相对表达量降至胁迫0 h水平。研究结果显示：EoNRAT1蛋白为一种稳定的疏水性膜蛋白，可能参与假俭草对铝胁迫的应答反应。

• 单位
  扬州大学; 南京中山植物园; 江苏省中国科学院植物研究所