绶草属植物matK基因序列变异及对蛋白分子作用力和功能的影响

• 作 者: 陈慧 黄晓英 黄明远 张西玉 范晶
• 机 构: 乐山师范学院生命科学学院,乐山,614004
• 出 处: 分子植物育种
• 发表日期: 0年期
• 关键词: 绶草属植物 matK基因 Ⅱ型内含子 成熟酶

matK基因编码唯一一种与陆地植物叶绿体Ⅱ类内含子剪接相关的成熟酶,是进化速度最快的基因之一。然而,濒危绶草matK基因的序列变异及其对蛋白分子作用力和功能的影响尚未被研究过。我们研究了9种绶草matK基因的核酸变异模式,分析了该基因在构建绶草系统进化树中的应用价值,并探讨了matK蛋白保守区域内氨基酸变异对残基分子作用力和蛋白功能的影响。研究发现9种绶草matK基因之间共存在59处碱基变异且基因5’端核苷酸变异频率高于3’端,变异碱基除位于三联密码子第3位碱基外,还大量分布于三联密码子的第1位和第2位碱基。氨基酸序列比对结果显示9种绶草matK蛋白均具有保守的domain X功能区域,该区域存在3处差异氨基酸,但氨基酸变异未引起相应氨基酸残基的分子作用力变化。基因本体论研究结果发现9种绶草matK蛋白的功能主要是结合活性,参与代谢过程、基因表达和RNA加工等生物过程反应。研究结果表明,不同绶草matK基因存在丰富的基因变异信息、其5’端序列是解决系统发育最有用的区域。不同绶草matK蛋白在进化过程中可能受到严格约束,从而导致蛋白功能高度保守。本研究确立了绶草matK基因5’端序列在系统发育分析中的应用价值,同时丰富了叶绿体matK基因的分子信息。