大針茅質(zhì)膜水孔蛋白亞家族PIP基因cDNA序列的克隆及分析.pdf

1、以大針茅（Stipa grandis P.Smirn）為建群的群落是內(nèi)蒙古中東部地區(qū)重要的草場，具有不可忽視的生態(tài)和經(jīng)濟意義，水分是影響大針茅草原植物分布和生長發(fā)育的主要限制因子。本研究以大針茅為材料，通過反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈式反應(yīng)（RT-PCR）和快速分離 cDNA末端技術(shù)（RACE），克隆大針茅質(zhì)膜水孔蛋白基因（plasma membrance intrinsic protein）全長 cDNA，并對其編碼的蛋白進行了生物信息學分析和結(jié)構(gòu)

2、的預測。目的在于揭示 PIP在大針茅水分利用中的機制奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：
　　根據(jù)已公布的同源物種 PIP基因保守區(qū)序列設(shè)計引物，結(jié)合 RACE技術(shù)克隆得到1條 SgPIP2和2條 SgPIP1全長 cDNA，分別命名為 SgPIP2-1、SgPIP1-4和SgPIP1-5。SgPIP2-1 cDNA長1066bp，864bp的開放閱讀框，編碼288個氨基酸。SgPIP1-4 cDNA長1054bp，含有864bp的開放閱

3、讀框，編碼288個氨基酸。SgPIP1-5 cDNA長1053bp，含有867bp的開放閱讀框，編碼289個氨基酸。
　　SgPIP2-1、SgPIP1-4和SgPIP1-5與其它同源物種核苷酸序列的Blast比對表明，SgPIP2-1與大麥 HvPIP2-1的進化關(guān)系最近為96％；SgPIP1-4與玉米 ZmPIP1-4的同源性最近為83%；SgPIP1-5與大麥 HvPIP1-5的同源性最近為85%。SgPIP2-1、SgPI

4、P1-4和SgPIP1-5推導的氨基酸序列和大針茅 SgPIP1-1、SgPIP1-2、SgPIP1-3、禾本科 PIPs基因家族構(gòu)建系統(tǒng)進化樹，結(jié)果表明，SgPIP2-1為 PIP2類基因亞家族成員，SgPIP1-4和SgPIP1-5為 PIP1類基因亞家族成員。
　　氨基酸序列的生物信息學分析表明，SgPIP2-1、SgPIP1-4和SgPIP1-5具有MIP家族的信號序列 SGXHXNPAVT，同時具有質(zhì)膜水通道蛋白的特征信

5、號序列GGGANXXXXGY和TGI/TNPARSL/FGAAI/VI/VF/YN。疏水/親水性和跨膜結(jié)構(gòu)域的預測和分析表明，SgPIP2-1、SgPIP1-4和SgPIP1-5為疏水性蛋白，為典型膜蛋白的特征。
　　蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的預測表明，SgPIP2-1、SgPIP1-4和SgPIP1-5的6個跨膜α-螺旋和5個親水 Loop環(huán)連接，中間有兩個嵌入但不貫穿膜的短α-螺旋幾乎頂對頂放置。在這兩個短α-螺旋相對的頂端各有1個在所