龙须菜腐胺合成基因的生物信息学分析及其对非生物胁迫的响应

摘要

为探究腐胺合成途径的关键酶——精氨酸脱羧酶(ADC)和鸟氨酸脱羧酶(ODC)在大型海藻龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)响应高温等非生物胁迫中的作用,本研究对龙须菜GlADC和GlODC基因进行了生物信息学分析、转录水平和蛋白水平分析及腐胺含量的检测。本研究在龙须菜基因组中各筛选到一条GlADC和GlODC基因序列,两者分别属于Ⅲ型的吡哆醇依赖型精氨酸脱羧酶家族和鸟氨酸脱羧酶家族。实时荧光定量PCR分析结果表明高温和高光胁迫大多上调了GlADC和GlODC的表达,而低氮胁迫则下调了GlADC和GlODC的表达。经过原核表达、重组蛋白诱导纯化和抗体制备,蛋白质免疫印迹分析结果表明高温胁迫促进了GlADC和GlODC蛋白水平的升高,高光胁迫对其无显著影响,而低氮胁迫则表现为下调其表达量或无影响。同时,高温和高光胁迫都促进了龙须菜中腐胺的积累。可见,龙须菜中腐胺及其代谢酶精氨酸脱羧酶和鸟氨酸脱羧酶都参与了高温、高光和低氮胁迫的响应。该研究为理解大型海藻中腐胺的代谢途径及其在藻类抗逆生理中的功能提供了参考资料。

关键词

龙须菜 / 腐胺 / 精氨酸脱羧酶(ADC) / 鸟氨酸脱羧酶(ODC) / 非生物胁迫