玉米大斑病菌MAPK基因StIME2的基因组定位、蛋白质结构预测及表达分析

摘要：

【目的】确定玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）MAPK基因StIME2在基因组中的位置；系统解析目的蛋白质StIme2的结构特征；分析玉米大斑病菌StIME2在不同发育时期及不同胁迫条件下（温度、氧胁迫、高渗胁迫）的表达，为深入研究该基因的功能奠定基础。【方法】通过本地Blast搜索玉米大斑病菌基因组数据库，确定StIME2在基因组的精确位置；利用ProtParam在线分析StIme2蛋白的理化性质，利用SOMPA在线软件预测StIme2蛋白的二级结构。通过PHYRE2在线服务器对StIme2蛋白的三维结构进行预测。利用半定量RT-PCR方法分析不同发育时期及不同胁迫条件下StIME2的表达。【结果】玉米大斑病菌StIME2为一类与酿酒酵母中ScIME2具有较高同源性的基因，为在植物病原真菌中鲜有报道的MAPK基因。该基因的ID为98105，位于scaffold_7正链的1560184—1562574位置，StIme2蛋白具有MAPK类蛋白激酶的特征性保守结构域，其二级结构主要以α-螺旋和无规则卷曲为主，β-折叠较少且主要存在于N端，其三级结构具有1个较小的N端域和1个较大的C端域；该基因在病菌分生孢子时期表达量最高，附着胞发育时期表达量最低。将病菌置于不同温度条件下处理，发现培养温度为28℃时StIME2表达量达到最高。在高渗胁迫条件下，随NaCl浓度的增加，StIME2的表达量逐渐增加，但在较高胁迫条件下（0.8 mol·L-1 NaCl），该基因表达几乎被完全抑制。经H2O2胁迫处理后，StIME2的表达量随H2O2的浓度增加而增强，在10 mmol·L-1 H2O2的处理下表达量最高。【结论】玉米大斑病菌StIME2位于scaffold_7正链的1560184—1562574位置。StIme2蛋白具有MAPK激酶的所有特征性保守结构域，为一类功能鲜有报道的MAPK蛋白激酶。该基因在玉米大斑病菌分生孢子时期表达量最高，推测可能在调控病菌分生孢子发育过程中起重要作用。该基因的表达水平可随培养温度的变化而变化，28℃表达量最高。该基因可能参与病菌的高渗胁迫及氧胁迫反应。

关键词：玉米大斑病菌、StIME2、生物信息学分析、基因表达

分类号：Q78;S635;TP301.6

资助基金：国家自然科学基金;河北省自然科学基金;河北省高等学校科学技术研究项目

在线出版日期：2015-09-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2549-2558