三个小麦防御素基因的克隆及序列分析

史灵敏; 张斌; 丁汉凤; 李娜娜; 高文伟; 彭振英; 《山东农业科学 》 2016

摘要：本试验从济麦22幼叶中克隆得到三个小麦防御素基因Ta PDF(Triticum aestivum defensin),分别命名为Ta PDF32、Ta PDF33和Ta PDF34(Gen Bank登录号分别为BT009185、BT009167和BT009022)。序列分析发现,三个防御素基因各自含有一个长度为243、249 bp和225 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),依次编码长度为80、82个和74个氨基酸的蛋白。成熟蛋白的分子量均约为5.5 k D,等电点均大于7,含有8个保守的Cys残基。保守结构域分析发现,Ta PDF32含有一个γ-硫堇功能结构域,Ta PDF33和Ta PDF34均含有一个Knot1功能结构域,两者均是植物防御素的典型结构域,因此这三个Ta PDF属于典型的植物防御素蛋白。SWISS-MODEL在线软件分析表明,三个Ta PDF的三级结构均由三股反平行的β-折叠和一个α-螺旋组成。系统进化分析表明,Ta PDF32、Ta PDF33的氨基酸序列与玉米、粟米的防御素相似性较高,而Ta PDF34与大豆的防御素相似性较高,但均与已经报道的小麦防御素相似性较低,表明Ta PDF32、Ta PDF33和Ta PDF34是小麦三个新的防御素蛋白。荧光定量RT-PCR分析发现,Ta PDF32、Ta PDF33基因在小麦叶片中表达量最高,种子次之,根中最低;Ta PDF34基因在叶、种子和根中的表达量基本相同。

关键词： 小麦 植物防御素 基因克隆 序列分析 组织特异性表达