摘要
肌醇半乳糖苷合成酶(galactinol synthase,GolS)是棉子糖家族寡糖(raffinose family oligosaccharides,RFOs)生物合成途径中的关键酶,在植物对非生物胁迫的反应中发挥重要作用.然而,关于大豆(Glycinemax)GolS基因家族成员的分子结构特征还未见研究报道.本研究在全基因组水平上鉴定了 6个大豆GolS基因家族成员,并对其理化性质、染色体定位、进化关系、基因结构、保守基序、二级结构、三级结构、组织特异性表达模式以及盐和干旱胁迫下的表达量进行了分析.结果表明:6个大豆GolS基因不均匀地分布在4条染色体上,6个大豆GolS蛋白的等电点为5.45-6.08,分子量变化范围为37 567.07-38 817.59 Da,氨基酸数量为324-339 aa;亚细胞定位预测结果发现4个蛋白定位在叶绿体上,2个蛋白定位在细胞质.系统进化树分析表明,大豆GolS基因家族成员在进化树中呈现出两两紧邻的现象,在进化上较为保守.6个基因成员含有的外显子数目为3或4.二级结构和三级结构预测表明,该家族所有成员蛋白质的空间结构主要由a螺旋和无规则卷曲结构组成,有较少的β转角结构和延伸链结构.组织特异性表达分析表明,6个GmGolS家族成员在种子、根、根毛、花、茎、豆荚、根瘤和叶中均有不同程度表达.基于qRT-PCR的表达分析显示,盐旱处理后所有GmGolS 基因成员表现出不同程度的上调表达,表明这些基因可能与植物的耐盐抗旱响应有关.本研究结果为后续开展大豆GolS基因的功能解析奠定了基础.
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