马尾松幼苗PmMADS4基因的克隆及表达分析

MADS-box家族基因编码的转录因子,在植物、动物及微生物的发育过程中起着重要调控作用,本研究从马尾松幼苗转录组测序结果中筛选到1条具有完整开放阅读框的MADS-box基因序列,设计特异性引物并克隆获得该基因,通过生物信息学方法分析该基因的序列特征、编码蛋白的理化特性、结构域以及进化关系等,并应用荧光定量PCR技术分析该基因在马尾松幼苗不同组织中的表达活性.结果 表明,克隆得到的MADS-box基因开放阅读框为672bp,命名为PmMADS4.PmMA DS4编码223个氨基酸,含有MADS保守域和K-box次级保守域.蛋白质理论分子量为24 854.15kD,理论等电点为7.83;其蛋白质结构主要由大量的α-螺旋(58.74％)和大量随机卷曲(31.84％)构成;亚细胞预测该基因主要在细胞核(43.5％)、线粒体(17.4％)、高尔基体(13.0％)和细胞质(13.0％)中发挥生物学作用.系统进化分析显示,PmMA DS4属于MADS-box家族基因中MIKC型的GMADS分支.组织特异性表达分析发现,PmMA DS4在马尾松幼苗的顶芽和茎中高表达,表达量分别是根部的239倍和123倍;在根部、初生叶和针叶中的表达量相对较低,表明PmMA DS4可能广泛参与马尾松幼苗地上部分分生组织的发育过程.本研究结果为PmMADS4基因在马尾松幼苗生长发育调控方面的深入研究提供了数据基础.