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荞麦3个种子蛋白基因的序列和表达分析
  • ISSN号:1001-411X
  • 期刊名称:《华南农业大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:S517[农业科学—作物学]
  • 作者机构:贵州师范大学荞麦产业技术研究中心,贵州贵阳550001
  • 相关基金:国家自然科学基金(31471562;31171609); 国家现代农业产业技术体系专项资金(CARS-08-A4); 贵州省荞麦工程技术研究中心项目(黔科合农G字【2015】4003号); 贵州师范大学博士基金资助项目(11904/0516031;11904/0516026)
中文摘要:

【目的】阐明荞麦Fagopyrum中3个种子蛋白基因序列的特征及其在种子发育过程中的作用,为探讨荞麦种子发育过程分子机制提供理论依据。【方法】利用本地Perl程序、BLASTP、MEGA6、PLANTCARE等,分析了荞麦3个种子蛋白基因(13S球蛋白基因、11S球蛋白基因和谷蛋白基因)序列及其编码蛋白质的进化关系,预测启动子区域的顺式作用元件。通过荧光定量PCR技术分析3个基因在甜荞F.esculentum、苦荞F.tataricum和金荞F.cymosum种子发育过程中的表达情况。【结果】13S球蛋白基因含有4个外显子和3个内含子,蛋白序列长515 aa,与苦荞中的一个13S球蛋白(Gene Bank登录号:ABI32184.1)仅有6个氨基酸不同,推测二者为同一个基因,在苦荞灌浆中期表达量最高;11S球蛋白基因含有8个外显子和7个内含子,蛋白序列长914 aa,与欧洲慈姑中的一个11S球蛋白(Gene Bank登录号:ABB77213.1)亲缘关系最近,在苦荞灌浆中期表达量最高;谷蛋白基因含有3个外显子和2个内含子,蛋白序列长355 aa,与甜菜中的一个B5型谷蛋白(Gene Bank登录号:XP010683769.1)亲缘关系最近,在甜荞灌浆中期表达量最高。3个基因的启动子区域均含有大量响应逆境和激素的顺式作用元件,以及在胚乳中表达所需的顺式作用元件。【结论】本研究获得了1个13S球蛋白基因序列、1个11S球蛋白基因序列和1个谷蛋白基因序列,这3个基因可能在胚乳中优势表达,并且参与到逆境胁迫和激素响应的过程中;灌浆中期是种子蛋白积累的关键时期,3个基因均在这一时期大量表达,这为后续进一步研究基因功能奠定了基础。

英文摘要:

【Objective 】 To clarify the sequence features and functions of three seed protein genes of buckwheat,providing a theoretical foundation for studying the molecular mechanism during seed development.【Method】Using local Perl script,BLASTP,MEGA6 and PLANTCARE,the sequences and evolutionary relationships of three buckwheat seed protein genes,namely 13 S globulin gene,11 S globulin gene and glutelin gene,were analyzed.The cis-regulatory elements in the promoter region were predicted.Using the qRT-PCR technology,the expression patterns of three genes were analyzed during seed development of Fagopyrum esculentum,F.tataricum and F.cymosum.【Result】The 13 S globulin gene included four exons and three introns.The protein length was 515 aa.This 13 S globulin only had six different amino acid sites compared with another 13 S globulin in F.tataricum(ABI32184.1),thus they might be the same gene.The expression level was the highest in the middle filling stage of F.tataricum.The 11 S globulin gene included eight exons and seven introns.The protein length was 914 aa,and it was most closly related to a 11 S globulin in Sagittaria sagittifolia(CAA70334.1).The expression level was the highest in the middle filling stage of F.tataricum.The glutelin gene included three exons and two introns.The protein length was 355 aa,and it was most closly related to a B5-type glutelin in Beta vulgaris(XP010683769.1).The expression level was the highest in the middle filling stage of F.esculentum.The promoter regions of three genes contained various cis-acting elements which responded to stresses and phytohormones, as well as cis-acting elements required for endosperm expression.【Conclusion】The sequences of 13 S globulin,11 S globulin and glutelin genes are obtained.These genes might be preferentially expressed in endosperm, and involved in stress and hormone responsive processes.The middle filling stage is the key stage for seed protein accumulation,and three genes are massively expressed at this stage,which provides a so

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期刊信息
  • 《华南农业大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:华南农业大学
  • 主办单位:华南农业大学
  • 主编:陈晓阳
  • 地址:广州天河区五山路483号
  • 邮编:510642
  • 邮箱:journal@scau.edu.cn
  • 电话:020-85280069 38746672
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-411X
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1110/S
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 广东省第三届优秀科学技术期刊奖(2000),全国高校优秀科技期刊一等奖(2004),第三届国家期刊奖百种重点期刊(2004),中国高校精品科技期刊(2006)
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,美国剑桥科学文摘,英国动物学记录,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16179