竹节参及其变种β-AS基因gDNA克隆和相关生物信息学分析

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目的:克隆得到竹节参、狭叶竹节参、羽叶三七及珠子参β-AS基因 gDNA序列全长,利用主流软件对4条β-AS基因gDNA序列结构进行初步预测分析,为今后深入研究打好基础。同时,对其对应的蛋白质进行生物信息学及结构的预测分析,验证所得序列的正确性,为以后相关组学的研究做准备。  方法:(1)改良CTAB法提取高质量的DNA。(2)用软件Primer5.0对参考序列进行分段,并设计多对引物进行筛选。(3)用T载体连接PCR产物,克隆目的片段,挑取阳性克隆,摇菌测序。(4)使用软件SeqMan对测序所得序列进行剪切拼接,得到完整的4条β-AS基因gDNA序列。(5)利用Augustus、BioEdit、DNASTAR、MEGA5.0、Protparam等软件对竹节参等4个研究对象的核苷酸和氨基酸序列进行分析。  结果:(1)通过PCR克隆方法,成功获得竹节参、狭叶竹节参、羽叶三七和珠子参β-AS基因gDNA序列全长,通过软件预测与序列比对,得到4条β-AS基因gDNA序列结构:竹节参β-AS基因含有13个外显子和14个内含子,外显子大小1758bp;狭叶竹节参β-AS基因包含16个外显子和17个内含子,外显子大小1920bp;羽叶三七β-AS基因由9个外显子和10个内含子组成,外显子大小1592bp;珠子参β-AS基因由11个外显子和12个内含子组成,外显子大小1702bp。(2)根据4条β-AS基因gDNA序列预测对应的cDNA序列;利用MegAlign、SignalP、ProtScale等软件预测分析对应的氨基酸序列及β-AS蛋白结构。结果显示:4个β-AS蛋白氨基酸同源性大于等于89.6%,四者二级结构主要由α-螺旋和β-转角构成;4个β-AS蛋白均没有信号肽,且均属于亲水性蛋白。  结论:本研究重点从竹节参及其变种β-AS基因结构着手,通过PCR方法从竹节参、狭叶竹节参、羽叶三七、珠子参基因组DNA中分别克隆得到4条β-AS基因的gDNA序列,并成功预测和分析了四者的cDNA序列、氨基酸序列及各自蛋白结构,为竹节参等相关药用植物β-AS基因表达分析以及β-AS基因核苷酸多样性与齐墩果酸型皂苷含量的关联分析奠定基础。
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