假俭草NRAT1基因生物信息学和表达特性分析

为探析NRAT1基因在假俭草〔Eremochloa ophiuroides(Munro)Hack.〕耐铝分子机制中的作用,本研究基于假俭草全长转录组测序数据,采用PCR和RACE技术从假俭草耐铝基因型品系E105中克隆到1个NRAT1基因,命名为EoNRAT1,并对其进行了生物信息学分析;同时,采用qRT-PCR技术对1.0 mmol·L-1 Al3+胁迫48 h内假俭草根、茎和叶中该基因的相对表达量进行了比较.结果显示:EoNART1基因开放阅读框(ORF)长度为1614 bp,编码538个氨基酸.EoNART1蛋白的理论相对分子质量约58430,理论等电点为pI 7.03,不稳定指数为30.98,疏水性氨基酸占比达67.2％,且包含10个跨膜区.并且,EoNART1蛋白主要定位于质膜、液泡和内质网,其二级和三级结构均以α-螺旋和无规卷曲为主.氨基酸序列比对结果显示:EoNRAT1与柳枝稷(Panicum virgatum Linn.)NRAT1的序列一致性达84.53％.系统进化分析结果显示:EoNRAT1与柳枝稷NRAT1首先聚在一起,并与硬直黑麦草(Lolium rigidum Gaud.)等10种植物的NRAT1聚为一个分支,而二穗短柄草〔Brachypodium distachyon(Linn.)P.Beauv.〕等6种植物的Nramp5聚为另一个分支.qRT-PCR分析结果显示:胁迫48 h内EoNRAT1基因在假俭草根、茎和叶中均有表达;胁迫12和24 h,该基因在根和叶中的相对表达量显著高于胁迫0 h;胁迫48 h,该基因在根中的相对表达量仍保持在较高水平,但在叶中的相对表达量降至胁迫0 h水平.研究结果显示:EoNRAT1蛋白为一种稳定的疏水性膜蛋白,可能参与假俭草对铝胁迫的应答反应.