沙棘硬脂酰-ACP脱氢酶基因的生物信息学与表达分析

[目的]硬脂酰-ACP脱氢酶(stearoyl-ACP dehydrogenase,SAD)是催化饱和脂肪酸形成单不饱和脂肪酸的关键酶,通过掌握沙棘 HrSAD 蛋白序列相关生物信息学分析数据,解析沙棘(Hippophae L。)硬脂酰-ACP脱氢酶(stearoyl-ACP desaturase,SAD)特性及其表达量与油酸含量之间的关系。[方法]本研究以沙棘新品种“高油 1 号”的成熟种子和果肉为材料,从成熟沙棘种子和果肉转录组数据中查找H rSAD基因序列,克隆SAD基因,并进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR方法分析HrSAD基因在沙棘种子和果肉中的表达特征,验证沙棘HrSAD基因与油酸之间的调控规律。[结果]结果表明:沙棘HrSA D为疏水性蛋白,多肽链的第 638 位具有最大值 2.189,疏水性最强;第 1081 位存在最小值-0.567,为亲水性氨基酸,且大部分肽链处于疏水区,表明整条多肽链有较强的疏水性(0 以上区域为疏水区)。利用TM HMM程序分析HrSAD蛋白不存在跨膜区。Net Phos分析发现HrSAD蛋白有 1 个丝氨酸、1 个苏氨酸、2 个酪氨酸可能成为磷酸化位点。根据Softberry程序分析预测HrSAD蛋白质可能存在于质体(得分为 9.3)。运用SignalP预测HrSAD蛋白不存在信号肽。蛋白高级结构以α-螺旋(54.55%)为主,与哥伦比亚锦葵的HuSAD、木薯的MeSAD、橡胶树的HbSAD和可可树的TcSAD有很高的同源性。[结论]通过qRT-PCR分析,利用GC-MS方法分析“高油 1 号”成熟种子和果肉中的C18:1 含量分别为 16.73%和 10.9%,HrSAD基因在沙棘品种“高油 1 号”种子和果肉中的表达差异与C18:1 含量高低规律相同。这为解析沙棘HrSAD基因在不饱和脂肪酸合成过程中的作用机理提供科学依据。