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Molecular Characterization and Subcellular Localization of BoSUT2 from Bambusa oldhamii

绿竹BoSUT2基因的分子特征与亚细胞定位


植物蔗糖转运蛋白( sucrose transporter, SUT) 作为一种功能性蛋白, 在蔗糖运输以及蔗糖特异信号感应过程中发挥着重要的生理功能。采用RT-PCR方法从绿竹中分离1个新的编码蔗糖转运蛋白基因,cDNA长1 668 bp,编码555个氨基酸,命名为BoSUT2(注册号: EU247931)。序列分析表明,BoSUT2与其他单子叶植物的蔗糖转运蛋白有着较高的一致性,其中与绿竹BoSUT1一致性最高,达92.3%。编码蛋白二级结构预测分析显示,BoSUT2具有糖运转子保守域和跨膜结构域,属于膜蛋白。组织特异性表达检测表明,BoSUT2在叶片和叶鞘中的表达丰度较高且比较接近,在根中有微弱表达。将BoSUT2置于35S启动子之下,构建了含GFP的融合表达载体,并转化烟草悬浮细胞,观察结果表明,BoSUT2主要定位到细胞质膜上。

Sucrose transporter is a functional protein which plays an important role in transporting sucrose and sensing specific sucrose signals. A sucrose transporter gene, named as BoSUT2 (GenBank accession number: EU247931), has been isolated from the first strand of Bambusa oldhamii cDNA through RT-PCR method. The cDNA is 1 668 bp long and contains an open reading frame which encodes a polypeptide of 555 amino acids. The result of a homology analysis shows that the deduced BoSUT2 is highly homologous to other SUT proteins from various monocotyledonous species. The similarity with BoSUT1 from B. oldhamii is the highest, reaching to 92.3%. Secondary structure prediction analysis shows that BoSUT2 has trans-membrane domains and sucrose transporter conserved domains, which indicates that BoSUT2 belongs to membrane proteins. BoSUT2 is expressed highly in leaf and sheath, and weakly in root as shown in tissue specific expression tests. BoSUT2 gene is constructed in the GFP fusion expression vector under the control of CaMV 35S promoter; and then transferred into tobacco suspension cells. The results of subcellular localization analysis further demonstrate that BoSUT2 proteins are mainly positioned on the cytoplasmic membrane.


全 文 :


林 业 科 学 !" 卷 #
# # # #
图 $# 基于 !"# 基因编码蛋白的系统进化树分析
%&’( $# )*+,-’./.0&1 02.. 3/3,+4&4 -5 62-0.&/4 ./1-7.7 8+ !"# ’./.4
每个分支上的数字表示 9 ::: 次重复搜索的靴带值。
;<=8.24 -/ =3>-2 823/1*.4 &/7&130. 8--040236 .40&=30.4 5-2 9 ::: 2.6,&130. 3/3,+4.4(
9$? 个,占总数的 $$@ ?A;碱性氨基酸、酸性氨基酸分
别有 !B 个和 CD 个,各占总数的 D@ DA和 "@ DA。经过
EFGHI 和 FJIK%ELG; 软件分析,M-ENI$ 氨基酸序
列包含 9 个保守的结构域(!? O ??$)糖运转子,第 9P9
O 9P! 位为 ; O糖基化位点;还包括蛋白激酶 L 的磷
酸化位点 B 个(CC O C?,9:9 O 9:C,9:? O 9:P,$$$ O
$$!,$?? O $?P,C9P O C9B,!:$ O !:!,!$D O !C:,!!" O
!!D)、酪氨酸激酶!磷酸化位点 C 个(9$ O 9?,$B O C$,
!!9 O !!!)、; O肉豆蔻酰化位点 9" 个($C O $D,C: O
C?,?C O ?D,PC O PD,$9D O $$C,$C" O $!9,$P: O $P?,
C:? O C9:,CP$ O CPP,CPB O CD!,!!$ O !!P,!?B O !"!,
!D9 O !D",?9" O ?$9,?$$ O ?$P,?!! O ?!B)、氨基化位
点 C 个( CC O C",9:D O 999,9C? O 9CD)、1GF)Q和
1RF)Q7.6./7./0 磷酸化位点 9 个(CBB O !:$),符合蔗
糖运转子特征(S.=-&/. $% &’(,9BDB)。
图 C# )*!"#$ 编码的蛋白跨膜结构域预测
%&’( C# I23/4=.=823/. 7-=3&/4 62.7&10&-/ -5 0*. 62-0.&/ ./1-7.7
8+ )*!"#$
应用在线软件对 M-ENI$ 氨基酸序列进行拓扑
学分析,结果显示 M-ENI$ 的二级结构中具有明显
的 " O螺旋结构和 # O折叠结构。TFFQIF 软件分
析预测,M-ENI$ 包含 9: 个跨膜结构域(图 C),跨膜
部分序列分别为 !9 O !B、D: O BD、99! O 9C$、$P$ O
$B:、C$C O C!:、CP" O CB!、!:P O !$P、!!D O !""、!DC
O ?:C 和 ?$: O ?CD(图 9),属于膜蛋白。
!" #$ !"#$%! 基因在不同部位的表达
以绿竹 +,%-. 基因作内标(李雪平等,$::P),调
整 1U;G 用量和循环数,使内标基因的表达丰度一
致。以调整后的 1U;G 模板量进行 )*!"#$ 基因的
扩增。结果(图 !)表明,)*!"#$ 基因在叶片、叶鞘
和根中均有表达,其中在叶片和叶鞘中的表达丰度
较高且比较接近,在根中有微弱表达,而幼茎中没有
检测到表达。
图 !# )*!"#$ 基因的 HIQ)LH 分析
%&’( !# HIQ)LH 3/3,+4&4 -5 )*!"#$ ’./.
9:叶片 S.35;$:叶鞘 E*.30*;
C:幼茎 E0.=;!:根 H--0(
!" %$ &’()*!+ ,-. 融合蛋白表达载体的构建
ENI%9和 ENIH9 的 )LH 产物测序结果表明:
插入片段为 9 "D$ 86,包含了 )*!"#$ 基因编码区
(9 ""D 86)添加的酶切位点 /0& $( ILIGRG)、
)&1T$(RRGILL)以及 $ 个保护碱基 GG。序列分
析表明在 )*!"#$ 基因内部有 9 个 /2*$位点(第 !
位),选用 /0&$ V )&1T$、/2*$ V )&1T$对构建
的载体质粒进行酶切指纹分析(图略)。结果显示
与预期的完全一致,证明所构建的载体是正确的,即
获得了由 C?E 启动,包含 )*!"#$ W 345 融合的植物
表达载体(图 ?)。
!" /$ 亚细胞定位观察
取烟草抗性悬浮细胞进行显微镜观察,结果表
明,在 !DD /= 激发光下观察,绿色荧光信号主要分
D!

林 业 科 学 !" 卷 #
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