油用牡丹脂肪酸脱氢酶基因FAD3的克隆与表达分析

摘要：

[目的]ω-3脂肪酸脱氢酶(ω-3 FAD)为植物脂肪酸生物合成途径中的关键酶,通过对油用牡丹‘凤丹’ω-3 FAD基因结构特征及其在不同组织中的表达模式进行分析,为研究FAD3在油用牡丹‘凤丹’脂肪酸形成过程中的调控提供理论基础.[方法]采用RACE和RT-PCR的方法克隆油用牡丹‘凤丹’ω-3 FAD基因,用Vector NTI Advance 11软件进行序列分析,BLAST进行同源性比较,并用MEGA7.0的邻接法(neighbor-joining,NJ)构建系统进化树,利用在线蛋白质分析工具ExPASy预测FAD3蛋白的基本参数和特性,利用Phyre2预测蛋白质二级和三级结构,并通过实时荧光定量PCR检测该基因在油用牡丹‘凤丹’不同发育期的种子以及不同组织中的特异性表达情况.[结果]获得油用牡丹‘凤丹’脂肪酸脱氢酶FAD3,命名为FAD3(GenBank登录号:KX906966).序列分析表明该基因cDNA序列全长1 723 bp,其中,开放阅读框1 308 bp,编码435个氨基酸,3'端非编码区长287 bp,5'末端非编码区长99 bp,预测成熟蛋白分子量为49.9 kD,理论等电点(pI)为7.42,N端无信号肽,脂肪系数为83.08,不稳定指数35.67,总水平亲水性为-0.222.经FAD3蛋白的二级结构预测,FAD3以α-螺旋、随机卷曲为主,其次是延伸链、β-转角含量较少;多序列比对结果表明,油用牡丹FAD3氨基酸序列含有2个保守结构域,系统发育分析结果显示‘凤丹’与芍药处于同一分支,其亲缘关系最近.TMHMM和TargetP亚细胞定位分析得知,FAD3蛋白有3个跨膜区域,可能定位于内质网中发挥功能.组织特异性结果分析表明,FAD3在‘凤丹’的根、茎、叶、花瓣、雌蕊、雄蕊、种子中均有表达,其中,在叶中表达量最高,雌蕊次之,在雄蕊中表达量最低;不同时期种子中,10d表达量最高,20 d次之,在60 d中表达量最低.[结论]成功从油用牡丹‘凤丹’中克隆获得FAD3全长cDNA序列,其在‘凤丹’不同组织中呈现出多种表达模式.

关键词：油用牡丹、脂肪酸脱氢酶、克隆、实时荧光定量PCR

所属期刊栏目：50

分类号：S56;S33

资助基金：国家自然科学基金31171588;重庆市林业重点科技攻关项目渝林科研2015-3;重庆市社会民生科技创新专项cstc2016shmszx80051;重庆师范大学基金14XLB015

在线出版日期：2017-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1914-1921