海帶配子體抑制消減文庫的生物信息學(xué)分析及l(fā)hcf5基因的序列特征研究.pdf

1、本研究將海帶配子體eDNA抑制消減文庫所產(chǎn)生的627克隆進(jìn)行測(cè)序，按照序列匹配部分大于100 bp并達(dá)到95％以上相似性的標(biāo)準(zhǔn)，使用DNAMAN軟件去除低質(zhì)量的EST，將剩下的618條EST聚類成187條TUGs。其中93條為Contigs，它們由524條EST產(chǎn)生，剩下的94條為Singletons，冗余率為69.74％。65條TUGs個(gè)序列與已報(bào)道的基因有較高的同源性，122條在GenBank上無顯著匹配。在已知基因中，大部分與能量

2、代謝、物質(zhì)轉(zhuǎn)換和蛋白質(zhì)生物合成相關(guān)，其中僅光捕獲蛋白基因就有73條，還有一些與生長(zhǎng)發(fā)育、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、抗逆和防御以及物質(zhì)運(yùn)輸相關(guān)。另外，本研究還對(duì)密碼子使用進(jìn)行分析，結(jié)果表明：58個(gè)Contigs的總G+C含量平均值是0.5146，24個(gè)TUGs(1751密碼子)中，密碼子第三位堿基的G和C含量分別為26.3％和33.5％，TGA、TAG和TAA等3種終止密碼子的使用率差別較大，分別為70.8％、12.5％和16.7％。此外，非編碼區(qū)G和C

3、含量比ORF區(qū)略高。本研究為開展海帶雌、雄配子體差異表達(dá)基因克隆、分析和功能基因組學(xué)等研究提供了條件和信息。 根據(jù)糖海帶(L．saccharina)lhcf5開放閱讀框(ORF)及海帶配子體消減庫中E04克隆的序列設(shè)計(jì)引物，利用反轉(zhuǎn)錄PCR方法獲得了海帶配子體lhcf5基因的cDNA序列(GenBank登錄號(hào)：EU751620)。該序列的ORF與糖海帶lhcf5編碼序列的相似性高達(dá)99％，而3’非翻譯區(qū)(UTR)序列的相似性只有

4、96％。經(jīng)推測(cè)，海帶配子體lhcf5基因序列的ORF編碼一個(gè)含218個(gè)氨基酸的前體蛋白LHCF5，其氨基端的40個(gè)氨基酸組成信號(hào)肽，跨膜酶切后變?yōu)楹?78個(gè)氨基酸的成熟蛋白，它的分子量為19.3 kD，等電點(diǎn)為4.86。預(yù)測(cè)的成熟蛋白LHCF5高級(jí)結(jié)構(gòu)存在4個(gè)保守性的p折疊和3個(gè)跨類囊體膜的α-螺旋區(qū)。 根據(jù)海帶配子體LHCF5成熟蛋白以及GenBank中9個(gè)同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列所構(gòu)建Neighbor-joining分子進(jìn)化樹

5、，顯示藻類在光捕獲蛋白氨基酸序列水平上存在著紅藻、雜色藻類、綠藻等三個(gè)方向的演化途徑，其中綠藻與高等植物的親緣關(guān)系更近。在本研究中，還根據(jù)lhcf5的cDNA序列設(shè)計(jì)引物對(duì)海帶配子體基因組DNA運(yùn)用錨定PCR法擴(kuò)增，將該結(jié)果與此引物所進(jìn)行的基因組DNA PCR擴(kuò)增結(jié)果拼接，獲得了lhcf5基因的DNA序列。通過對(duì)lhcf5基因與其cDNA序列的比較，發(fā)現(xiàn)在雌、雄配子體LHCF5的信號(hào)肽處分別存在著一個(gè)1137bp、1135bp長(zhǎng)的內(nèi)含子