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黄连木(Pistacia chinensis Bunge)是一种重要的木本油料树种,其种子含油量高,出油率高,是制备生物柴油的优质原料。LECl(Leafy Cotyledon 1)是胚胎发育过程中关键调控因子,控制胚胎发育过程中的多个方面。研究表明,LECl通过影响脂肪酸合成基因表达,进而参与脂肪酸生物合成的调控。
本研究以黄连木种子为试材,利用简并RT-PCR和RACE方法首次成功克隆得到黄连木LECl转录因子基因的cDNA序列(命名为PcLECl),该序列长988bp,包括741bp完整的开放阅读框,编码247个氨基酸;该基因的核酸序列及其编码的氨基酸序列与已报道其他物种的LECl基因具有较高相似性,推测所克隆的基因是黄连木的LECl基因。同时,利用PCR技术克隆黄连木LECl基因组DNA,该序列长2017bp,含有2个外显子和一个内含子。
对PcLECl基因编码蛋白进行生物信息学分析,结果表明,PcLECl蛋白为亲水性蛋白,pI为6.235,二级结构主要为α螺旋和无规则卷曲,三级结构含有histone fold结构。无信号肽和跨膜区域,定位于细胞核,含有CBFD NFYB HMF功能结构域和NFYB HAP3保守位点,存在多个潜在的磷酸化位点和其它修饰位点,并具有转录因子活性。通过对黄连木LECl及其他植物来源的LECl蛋白序列的比对后发现,植物LECl蛋白的B区序列高度保守,其它区域氨基酸序列差异非常大。进化树分析表明,与黄连木PeLECl亲缘关系最近的是拟南芥和油菜。在此基础上,开展黄连木PcLECl基因的原核表达载体构建及其在受体菌株BL中表达的研究,结果表明,在37℃条件下,1mM IPTG诱导4h,融合蛋白表达量较大。
上述研究结果可为黄连木PcLECl的功能鉴定及应用奠定重要基础,并可为今后开展木本油料作物脂肪酸代谢调控研究提供科学理论依据。