蓝猪耳（Torenia fournieri L.）肌动蛋白基因的克隆及生物信息学分析

【摘要】：蓝猪耳(Torenia fournieri L.)是一种重要的热带、亚热带观花植物,盛花期较长,且具备特殊的裸露胚囊,是一种研究植物花器官发育和授粉受精过程的理想模式植物。本研究以蓝猪耳为试材,利用PCR技术克隆了蓝猪耳肌动蛋白基因。该基因的获得为研究其在蓝猪耳胚囊发育和受精过程中的时空表达和作用;以及利用植物基因工程,构建该基因的种子特异性反义表达载体,以研究肌动蛋白基因在种子发育过程中的作用、采用基因工程手段改造种子的性状或创造无核性状奠定了工作基础。同时,蓝猪耳肌动蛋白基因的克隆也丰富了高等植物肌动蛋白研究的资料库,为进一步深入地研究肌动蛋白基因的保守性、变异性及其与生命起源与进化的关系提供了新的数据。 以蓝猪耳叶片为试材,比较CTAB法、SDS法和高盐低pH值法提取其基因组DNA效果的优劣,最终选定CTAB法为提取蓝猪耳基因组叶片DNA的最优方法,该法提取的基因组DNA产量高、质量好,提取产物满足PCR反应对模板的要求。 参考玄参科植物独脚金及已报道的其它高等植物肌动蛋白基因核酸序列,设计的两对特异性引物,采用PCR技术,以蓝猪耳基因组DNA为模板克隆了长度分别为1383bp和1355bp的片段。采用多种生物信息学方法对该克隆片段核酸序列进行分析,证明其确为蓝猪耳肌动蛋白基因,对GenBank数据库进行检索表明,扩增片段是未登录和报道的新序列,分别被命名为TF-ACT1和TF-ACT2。这是在玄参科植物蓝猪耳中获得肌动蛋白基因的首次报道。 序列同源性分析结果表明,TF-ACT1和TF-ACT2与许多植物肌动蛋白基因序列具有同源性,如与烟草(Nicotiana tabacum)、独脚金(Striga asiatica)、马铃薯(Solanum tuberosum)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)等的一致率在82%～94%之间。而其推导的氨基酸序列与其它植物肌动蛋白氨基酸序列的一致率在90%以上。