马铃薯薯形基因StOFP20克隆及StOFPs基因家族鉴定

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OFP(OVATE Family Proteins,OFPs)基因家族是广泛存在于植物中的转录因子,在调控植物生长发育尤其果实发育方面发挥重要的作用,其中马铃薯StOFP20能够调控块茎形状,在二倍体已经鉴定了StOFP20,但四倍体栽培马铃薯品种中StOFP20的表达模式与功能机制尚不清楚。本研究以冀张薯12号、晋薯16号、费乌瑞它(Favorita)、克新1号、大西洋(Atlantic)、合作88号、青薯9号和底西芮(Desiree)八种栽培四倍体马铃薯品种为材料,克隆其StOFP20基因,利用q RT-PCR分析StOFP20在不同品种中表达差异;通过生物信息学对马铃薯OFP基因家族鉴定分析,研究该基因家族成员相关功能和进化信息。主要研究结果如下:1.在八种栽培马铃薯中均克隆到StOFP20,其编码序列相似度为100%,与二倍体马铃薯StOFP20编码序列一致,CDS全长均为1041 bp,结构保守;StOFP20蛋白编码346个氨基酸,相对分子质量为39233.96,理论等电点位9.85,为碱性蛋白;StOFP20蛋白为亲水不稳定蛋白,属于分泌蛋白,具有无规则卷曲(66.76%)、α螺旋(20.81%)和延伸链(12.43%)二级结构;亚细胞预测其定位在细胞核内。2.以马铃薯底西芮为外植体材料,利用转基因技术,通过农杆菌菌株EHA105介导马铃薯StOFP20基因导入底西芮建立转基因再生体系,以期获得过表达StOFP20基因的再生植株。3.qRT-PCR结果显示,StOFP20在克新一号中表达量最高且和其他品种差异,在大西洋和青薯9号中表达量较低。马铃薯成熟时收获八种栽培马铃薯薯块测量其长宽比并比较薯形差异,将它们的表达量与薯形相关性分析发现薯形与StOFP20基因关联性不明显,说明四倍体马铃薯薯形可能是由多基因协同调控。4.经检索比对鉴定出25个StOFPs基因家族成员,不均匀的以串联和紧密连锁成簇排列的方式分布在12条染色体上。StOFPs蛋白由139~422个氨基酸组成,通过对基因家族蛋白理化性质、保守基序和启动子区域分析,发现该基因家族均为亲水蛋白,结构相对保守。对马铃薯、拟南芥、番茄OFP基因家族进行系统进化树分析,发现StOFPs与Sl OFPs亲缘关系最近,两物种间普遍互为同源基因。
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