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

Лушникова Е.С.; Lushnikova E.S.

doi:10.24412/2500-1000-2024-11-2-23-25

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

Автор: Лушникова Е.С.

Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal

Рубрика: Биологические науки

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

Identification and analysis of phosphatidyl ethanolamine binding protein (PEBP) family gene in apple

Phosphatidyl ethanolamine binding protein (PEBP) plays an important role in plant development, controlling the transition to flowering and vegetative growth of plants such as florigen production, response to light and abiotic stressors. Research in this area may lead to the development of breeding towards regulation of flowering time in apple trees to increase yield. In this study, PEBP family genes in seven chromosomes of apple trees were identified and PEBPs were analyzed for their protein properties.

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.