科研产出
小飞蓬捕光叶绿素结合蛋白基因CcLhca-J9克隆及表达分析
《中国农业科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：[背景]恶性杂草小飞蓬(Conyzacanadensis)危害严重,有效治理手段匮乏.植物源羊脂酸可高效抑制小飞蓬光合作用,是一种具有开发潜力的灭生型植物源除草化合物.捕光叶绿素a/b结合蛋白(LHC)是光合系统I(PSI)中重要复合体蛋白,在植物进行光合作用中发挥关键作用.[目的]挖掘羊脂酸抑制小飞蓬的潜在靶标基因,为植物源羊脂酸除草剂的开发提供理论依据.[方法]采用同源克隆和RACE技术从小飞蓬叶片中克隆CcLhca-J9的全长序列,并利用DNAMAN分析其核酸序列特征.在NCBI中搜索LHC的高相似度氨基酸序列,采用邻接法构建系统进化树.利用SWISS-MODEL和ExPaSy在线预测分子量、等电点和蛋白结构.以同源建模结果作为模型,采用AutoDock 4.2软件分析羊脂酸与CcLhca-J9蛋白之间的亲和力.采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析羊脂酸和对照药剂阿魏酸及清水处理小飞蓬叶片后CcLhca-J9表达差异.[结果]成功获得小飞蓬CcLhca-J9,基因编码区全长为744 bp,编码247个氨基酸,分子量为26.766 kD,理论等电点为6.43,属于Chloroa_b-bind家族蛋白.系统进化分析表明,CcLhca-J9与除虫菊(GEW73959.1,Tanacetumcinerariifolium)和黄花蒿(PWA35049.1,Artemisiaannua)Lhca蛋白进化程度最为接近,同处于菊科这一分支,一致性超过85%,表明该基因家族保守性较强.CcLhca-J9蛋白二级结构具有螺旋、β转角、延伸链、无规则卷曲;以4y28.1.O(2.80?)为模板进行同源建模,三级结构是单分子物体,具有6个叶绿体a配体,是一个典型的捕光复合物I叶绿素a/b结合蛋白.分子对接显示,羊脂酸与CcLhca-J9蛋白的氨基酸残基Gly68、Phe67、Phe69和Arg197在结合过程中产生了氢键和p-π的作用力.RT-qPCR结果显示,羊脂酸胁迫处理小飞蓬叶片条件下,CcLhca-J9的表达量存在明显差异,药后0—8 h内随时间延长表达量表现出下降的趋势.与对照阿魏酸和清水处理相比,羊脂酸处理抑制了CcLhca-J9的表达.[结论]CcLhca-J9具有典型的捕光叶绿素a/b结合蛋白功能,可能参与了羊脂酸抑制小飞蓬叶片生长过程,是具有开发除草剂潜力的抑草靶标.
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小飞蓬捕光蛋白CcLhca-Z6基因克隆及羊脂酸胁迫下的表达分析
《核农学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了探究羊脂酸对小飞蓬的化感作用,以羊脂酸处理小飞蓬的蛋白质组学数据信息为基础,采用同源克隆和RACE技术克隆了编码CcLhca-Z6基因的完整cDNA序列,利用荧光定量PCR比较了羊脂酸处理后不同时间CcLhca-Z6表达量的差异。结果表明,CcLhca-Z6基因序列全长1 016 bp(Gene Bank序列号为MH512007.1),编码266个氨基酸,分子量为28.14 kDa,理论等电点为5.29;小飞蓬Lhca-Z6蛋白与黄花蒿(PWA84283.1)蛋白进化程度最为接近,处于同一分支,亲缘比较近。RT-qPCR分析结果显示,羊脂酸处理显著影响小飞蓬叶片CcLhca-Z6基因的表达,并随着处理时间的延长呈现先升高后降低的趋势。由此推测,CcLhca-Z6基因可能是小飞蓬响应羊脂酸胁迫的关键基因。本研究结果为进一步探索植物源除草剂羊脂酸的作用机理奠定了基础。
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