双角山羊草紫色酸性磷酸酶PAP1基因的克隆及生物信息学分析

通过对双角山羊草紫色酸性磷酸酶PAP1基因的核酸和氨基酸序列进行相关生物信息学分析,旨在进一步利用基因工程手段将AeBiPAP1基因转入到小麦中,为获得耐低磷胁迫能力增强的小麦品种提供种质基因。以双角山羊草叶片为材料,根据小麦中的PAP1基因和二穗短柄草的PAP1基因设计兼并引物,采用同源克隆的方法,获得了双角山羊草紫色酸性磷酸酶PAP1基因的cDNA序列,并将其命名为AeBiPAP1,该双角山羊草紫色酸性磷酸酶PAP1基因长1.124kb,共编码335个氨基酸,相应的氨基酸分子量为38.131kDa,等电点为5.77。与小麦中的PAP1基因相比,双角山羊草PAP1的cDNA编码区发生碱基替代的地方共有35处,包含13处颠换与22处转换,有15处编码的氨基酸残基不同,其序列一致性达95.52%。对AeBiPAP1基因编码的蛋白质进行生物信息学分析发现,该蛋白具有一个信号肽但却没有跨膜结构,对AeBiPAP1编码蛋白进行三级结构预测发现,该编码蛋白包含金属离子结合中心,预测它属于金属蛋白。因此,将其定位于质膜比分泌到胞外的概率要高,通过对同源蛋白质氨基酸序列进行系统进化树分析,结果表明,双角山羊草紫色酸性磷酸酶PAP1基因与普通小麦的亲缘关系最近,与粳稻、短柄草、谷子亲缘关系较近,与大麦、乌拉尔图小麦、水稻以及节节麦等植物的亲缘关系较远。