Page 101 - 《广西植物》2023年第2期
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２ 期 牛苏燕等: 马铃薯低氮肥胁迫响应 ＴＣＰ 转录因子的鉴定与分析 ２ ９ ５
果表明ꎬ这些 ＴＣＰ 转录因子主要来自 ２ 号染色体
１ 材料与方法 (５ 个基因)ꎬ其次为 ３ 号、６ 号染色体ꎬ分别有 ４ 个
基因ꎮ 基因长度在 ６０６ ~ ２ １３７ ｂｐ 之间ꎬ氨基酸数
１.１ 材料 目在 ２０１ ~ ５３４ 个之间ꎮ 外显子数目在 １ ~ ６ 个之
以马铃薯薯条型品种‘Ｒｕｓｓｅｔ Ｂｕｒｂａｎｋ’为材料ꎬ 间ꎬ其中基因 ＰＧＳＣ０００３ＤＭＧ４０００１６３６３ 含有外显
分别种植于氮肥供应充足(７.５ ｍｍｏｌＬ ) 和供应 子最多(为 ６ 个)ꎮ
￣１
￣１ ２.２ 马铃薯 ＴＣＰ 家族蛋白理化性质分析
不足(低氮肥胁迫ꎬ ０.０５ ｍｍｏｌＬ )(Ｓｈａｒｉｆｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ
２００７ꎻ Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１０)的水培系统中ꎬ植株的培养方 由表 ２ 可知ꎬ２４ 个 ＴＣＰ 家族蛋白平均相对分
法和生长条件参照 Ｘｉｅ 等(２０１８)的方法ꎮ 培养 １０ ｄ 子质量为 ３７ ６９３.７０ ＤａꎬＰＧＳＣ０００３ＤＭＧ４０００２１５６８
后ꎬ按处理不同分取叶片和根进行转录组测序文库 为最小值ꎬ编码蛋白的相对分子质量为 ２１ １４３.８７
[根对照(ｒｏｏｔ ｃｏｎｔｒｏｌ)和叶片对照(ｌｅａｆ ｃｏｎｔｒｏｌ)为马 ＤａꎬＰＧＳＣ０００３ＤＭＧ４０００２４９２８ 为最大值ꎬ编码蛋白
铃薯氮供应充足的根和叶片测序文库ꎻ根处理(ｒｏｏｔ 的相对分子质量为 ５７ ５５４.２４ Ｄａꎻ等电点(ｐＩ)平均
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ)和叶片处理(ｌｅａｆ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ)为马铃薯氮供 值为 ７.５１ꎬＰＧＳＣ０００３ＤＭＧ４０００２４２５４ 为最小值ꎬ编
应不足的根和叶片测序文库] 的构建ꎬ以氮肥供应 码蛋白(５.２２)ꎬＰＧＳＣ０００３ＤＭＧ４０００４５１９７ 为最大
充足条件下的植株为对照ꎬ每个处理分别取 ４ 个生 值ꎬ编码蛋白 (１０.０８)ꎬ共有 １１ 个 ＴＣＰ 家族蛋白
物学重复ꎬ最终进行转录组测序ꎮ 呈酸性(ｐＩ<７) 和 １３ 个 ＴＣＰ 蛋白呈碱性( ｐＩ>７)ꎻ
１.２ 马铃薯 ＴＣＰ 基因家族响应氮肥胁迫相关基因 ２４ 个 ＴＣＰ 家 族 蛋 白 的 平 均 疏 水 性 值 均 小 于 ０ꎬ
的生物信息学分析 ＰＧＳＣ０００３ＤＭＧ４００００４０５４ ( － １. ０１５ ) 为 最 小 值ꎬ
基于转录组数据和 Ｐｈｙｔｏｚｏｍｅ １２. １ ( ｈｔｔｐｓ: / / ＰＧＳＣ０００３ＤＭＧ４０００１６３６３( － ０.１８８) 为最大值ꎻ二
ｐｈｙｔｏｚｏｍｅ.ｊｇｉ. ｄｏｅ. ｇｏｖ / ｐｚ/ ｐｏｒｔａｌ. ｈｔｍｌ) 马 铃 薯 基 因 级结构预测结果显示ꎬ２４ 个 ＴＣＰ 蛋白均具有 α 螺
组数据库获取 ＴＣＰ 基因序列信息ꎻ利用在线分析 旋、β 转角、延伸链和无规则卷曲 ４ 种构型ꎬ其中 α
软件 ＰｒｏｔＰａｒａｍ 和 ＳＯＰＭＡ 对 ＴＣＰ 蛋白的理化性质 螺旋和无规则卷曲构成占平均比值分别为１９.２０％
和二级 结 构 进 行 预 测ꎻ 使 用 Ｂｌａｓｔ２ＧＯ 软 件 分 析 和 ６３.３４％ꎬ而延伸链和 β 转角占平均比值分别为
ＴＣＰ 转录因子的功能注释ꎻ利用 ＭＥＧＡ ７.０.１４ 软 ４.０９％和 １３.３８％ꎮ 在这些 ＴＣＰ 家族蛋白中ꎬ２４ 个
件ꎬ将马铃薯 ＴＣＰ 家族蛋白序列和拟南芥 ＴＣＰ 家 ＴＣＰ 蛋白 均 表 现 为 无 规 则 卷 曲 占 比 最 大ꎬ１８ 个
族蛋 白 序 列 数 据 库 ( ｈｔｔｐ: / / ｐｌａｎｔｔｆｄｂ. ｇａｏ￣ｌａｂ. ｏｒｇ / ＴＣＰ 蛋白 α 螺 旋 占 比 大 于 延 伸 链 占 比ꎬ 而 ６ 个
ｆａｍｉｌｙ.ｐｈｐ? ｓｐ ＝ Ａｔｈ＆ｆａｍ ＝ ＴＣＰ) 比对分析后ꎬ采用 ＴＣＰ 蛋白 ＰＧＳＣ０００３ＤＭＧ４０００２４６３２、 ＰＧＳＣ０００３ＤＭ
邻接法构建系统进化树ꎻ利用 ＭＥＭＥ Ｓｕｉｔｅ ５.４.１ Ｇ４００００４０８２、ＰＧＳＣ０００３ＤＭＧ４０００２１５６８、ＰＧＳＣ０００３Ｄ
(ｈｔｔｐ: / / ｍｅｍｅ￣ｓｕｉｔｅ.ｏｒｇ / ) 程序分析马铃薯 ＴＣＰ 家 ＭＧ４００００１３６２、ＰＧＳＣ０００３ＤＭＧ４０００２６５６８ 和 ＰＧＳＣ０００３
族蛋白的基序ꎬ设定基序宽度最小值为 ６、最大值 ＤＭＧ４０００１６３６３ 则表现相反ꎬ出现了 α 螺旋占比小
为 ６０ꎬ基 序 数 量 为 ６ꎬ 其 余 参 数 为 默 认 值ꎻ 利 用 于延伸链占比的现象ꎮ
ＨｅｍＩ １.０.３.７ 软件ꎬ根据马铃薯 ＴＣＰ 转录因子在 ４ ２.３ 马铃薯 ＴＣＰ 转录因子基序分析
个不同测序文库中的表达量绘制基因表达热图 对获得的马铃薯 ＴＣＰ 转录因子的结构域进行
(Ｄｅｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４)ꎬ并以 ｌｏｇ ２(ｆｏｌｄｃｈａｎｇｅ)大于 １ 预测ꎬ结果表明 ２４ 个转录因子均包含基序 １ 即
或小于－１ 且 Ｐ>０.０５ 为显著性差异表达基因ꎬ对 Ｍｏｔｉｆ １ 且在所有基序中序列最长(６０ 个氨基酸)
转录组获得的 ＴＣＰ 转录因子进行差异分析ꎮ (表 ３)ꎮ 这说明该基序是马铃薯 ＴＣＰ 转录因子中
不可缺少的结构域( 图 １)ꎮ 从整体来看ꎬ可以把
２ 结果与分析 ＴＣＰ 转录因子分为四类:第一类有 １１ 个基因都包
含有基序 １ 和基序 ３ꎬ同时有 ３ 个基因含有基序 ５ꎻ
２.１ 马铃薯 ＴＣＰ 转录因子的鉴定 第二类有 ９ 个基因都包含有基序 １ 和基序 ２ꎬ其
在马铃薯 ４ 个转录组测序文库中共鉴定 ２４ 个 中有 ３ 个 ＴＣＰ 蛋白 ( ＰＧＳＣ０００３ＤＭＧ４００００９４０６、
ＴＣＰ 转录因子ꎬ以马铃薯基因组数据库 Ｐｈｙｔｏｚｏｍｅ ＰＧＳＣ０００３ＤＭＧ４０００１２３９６ 和 ＰＧＳＣ０００３ＤＭＧ４０００
为参考获得这些基因的相关信息( 表 １)ꎮ 表 １ 结 １５３７７) 含有基序 ４ 和基序 ６ꎻ 第三类有 ３ 个基因ꎬ
