Идентификация и анализ генов семейства фосфатидилэтаноламинсвязывающих белков (PEBP) в яблоне

Автор: Лушникова Е.С.

Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal

Статья в выпуске: 11-2 (98), 2024 года.

Бесплатный доступ

Фосфатидилэтаноламинсвязывающий белок (PEBP) играет важную роль в развитии растений, контролирует переход к цветению и вегетативный рост растений, такой как выработка флоригена, реакция на свет и абиотические стрессоры. Исследования в этой области могут привести к развитию селекции в направлении регулирования времени цветения яблони для повышения урожайности. В данном исследовании были идентифицированы гены семейства PEBP в семи хромосомах яблони, а также был проведён анализ PEBP на предмет их белковых свойств.

Семейство генов pebp, яблоня, хромосомное расположение, консервативный мотив

Короткий адрес: https://sciup.org/170208310

IDR: 170208310 | DOI: 10.24412/2500-1000-2024-11-2-23-25

Текст научной статьи Идентификация и анализ генов семейства фосфатидилэтаноламинсвязывающих белков (PEBP) в яблоне

Фосфатидилэтаноламинсвязывающий белок (PEBP) представляет собой уникальный тип фосфор-консервативного белка в домене ацилэтаноламинсвязывающих белков, широко присутствующий у многих животных и растительных организмов. У высших растений фосфатидилэтаноламинсвязывающий белок контролирует переход к цветению и вегетативный рост, например, отвечает за такие функции как выработка флоригена, реакция на свет и абиотические стрессоры, которые могут проявляться в виде засухи, холода и теплового шока [1, 2].

Растительный PEBP-белок в основном состоит из трех групп: MFT-подобных (материнских FT и TFL1-подобных), FT-подобных (Т-подобный локус цветения) и TFL1-подобных. Все гены семейства PEBP имеют единый высококонсервативный домен PEBP, на долю которого приходится 80% кодирующей области последовательности гена. Гены семейства PEBP тесно связаны с гормонами цветения, особенно с FT-подобным белком. Регулируемый фотопериодом механизм экспрессии генов PEBP различен у разных видов растений, поэтому изучение регуляции их экспрессии имеет не только теоретическое значение, но и определенные потенциальные перспективы применения в селекции растений. Скорость и начало стадий цветения и зрелости являются одними из важнейших показателями признаков растений для селекционеров [1].

Яблоня является важным сельскохозяйственным растением, и изучение механизма ее цветения имеет большое значение для улучшения качества и урожайности вида. На основе биоинформатических методов анализа данных транскриптомного секвенирования было идентифицировано семейство генов PEBP в яблоне. Дальнейшее понимание состава членов семейства генов PEBP яблони и механизмов регуляции их цветения важно для усиления будущих исследовательских программ в этой культуре.

Материалы и методы

Профиль HMM домена PBP (PF01161) был получен из базы данных InterPro (сентябрь 2024 г.) [3]. Поиск содержащих домен PBP последовательностей в протеоме яблони производился с помощью HMMER . Физико-химические свойства белков определялись в ProtParam. Нуклеотидные последовательности генов гомологов были получены с помощью поиска TBLASTN с использованием белков PEBP с идентичностью последовательности >75% и значением E<1E-5. Для картирования генов-кандидатов был использован онлайн сервис MG2C [4].

Результаты и обсуждение

С помощью HMMER было найдено 9 уникальных белков семейства PEBP в протеоме яблони. У обнаруженных последовательностях белков были проанализированы физические и химические свойства, включая длину, молекулярную массу, изоэлектрическую точ-

ку, индекс нестабильности и среднее значение стабильны (индекс нестабильности менее 40). гидропатичности (GRAVY), полученные дан- Значения GRAVY показали, что все белки ные представлены в таблице. Белки PEBP яб- PEBP являются гидрофильными (с отрица-лони имели длину от 86 до 234 аминокислот тельными значениями). Кроме того, субкле-(аа), молекулярная масса варьировалась от точная локализация белка показала, что все 9,48 до 26,00 кДа. Анализ нестабильности по- представители PEBP расположены в цито-казал, что три из девяти белков PEBP яблони плазме. Таблица. Параметры белков семейства PEBP яблони
Protein ID	Length	Molecular weight (kD)	PI value	Instability index	GRAVY localization	Subcellular
A0A498JZZ1_MD	234	25.97	8.58	40.96	-0.512	Цитоплазма
B2NIE0_MD	174	19.65	9.36	35.35	-0.283	Цитоплазма
Q76M79_MD	172	19.31	8.82	43.87	-0.253	Цитоплазма
Q5KTD3_MD	172	19.24	8.54	54.53	-0.153	Цитоплазма
A0A498JHI9_MD	174	19.69	8.85	39.04	-0.232	Цитоплазма
U3RPC5_MD	173	19.49	8.86	29.28	-0.429	Цитоплазма
B9VJ16_MD	174	19.60	7.74	41.88	-0.372	Цитоплазма
Q75QW8_MD	174	19.53	6.73	43.39	-0.333	Цитоплазма
A0A498JRW4_MD	233	26.00	8.69	46.58	-0.032	Цитоплазма
A0A498JSU4_MD	86	9.48	6.89	67.91	-0.376	Цитоплазма
Chrl Chr3 C ■ ОМЬ л A ■ 4 Mb 'SMb ■ 12 Mb ■2OMb ■ 24 Mb . A0A49STZZr ’ ■2SMb ■32 Mb U3RPC5^’ ‘36 Mb ■ 40 Mb Chr6 Chrl C ■ 0 Mb A A ■ 4 Mb Q7ar^ ■SMb ■ 12 Mb ' 16 Mb ■ 20 Mb '24 Mb ■ 28 Mb ■ 32 Mb ■ 36 Mb A0A498JHI9'-' ’ A0A498JRW4 ’V ■ 40 Mb Chrl4 ■ 0 Mb A Q:KTD3 ‘ ■ 4 Mb ■SMb ■ 12 Mb ■ 16 Mb - 20 Mb '24 Mb ■ 28 Mb ■ 32 Mb ■ 36 Mb ■ 40 Mb					hr4 irl2 ^'■Q?5QW8

Рисунок. Хромосомное расположение генов, кодирующих семейство белков PEBP

На рисунке изображено расположение генов, кодирующих исследуемые белки, в хромосомах яблони, которые были предсказаны с помощью BLAST анализа. В семи из семна-

дцати хромосом яблони было обнаружено расположение исследуемых генов, а именно в первой, третьей, четвёртой, шестой, седьмой, двенадцатой и четырнадцатой хромосомах.

Список литературы Идентификация и анализ генов семейства фосфатидилэтаноламинсвязывающих белков (PEBP) в яблоне

Identification and Analysis of Phosphatidyl Ethanolamine Binding Protein (PEBP) Family Gene in Alfalfa / W. Fan, M. Zhang, W. Ma [et al.] // Legume Research: An International Journal. - 2024. - № 7. EDN: DHTESC
Genome-wide identification and expression profiling of the bZIP gene family in Betula platyphylla and the functional characterization of BpChr04G00610 under low-temperature stress / W. Dong, Q. Xie, Z. Liu [et al.] // Plant Physiology and Biochemistry. - 2023. - Т. 198. - С. 107676. EDN: TCSJUI
InterPro in 2022 / T. Paysan-Lafosse, M. Blum, S. Chuguransky [et al.] // Nucleic acids research. - 2023. - Т. 51, № D1. - С. D418-D427. EDN: CIRYUZ
MG2C: A user-friendly online tool for drawing genetic maps /j. Chao, Z. Li, Y. Sun [et al.] // Molecular horticulture. - 2021. - Т. 1. - С. 1-4.

Статья научная