牡丹SHMT基因的鑒定與生物信息學(xué)分析*

周廣燦,劉夏婷,王博,杜晶晶

(菏澤學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院(牡丹學(xué)院),山東 菏澤274015)

0 引言

絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶(Serine hydroxymethyltransferase,SHMT) 是一種磷酸吡哆醛(PLP)依賴酶,在細(xì)胞的一碳代謝途徑中通過參與轉(zhuǎn)氨基和脫羧反應(yīng),催化絲氨酸和甘氨酸的相互轉(zhuǎn)化以發(fā)揮作用[1-3].作為參與基礎(chǔ)代謝的重要酶類,SHMT在原核生物中多以二聚體形式存在,而在動(dòng)物和真菌中則以四聚體形式存在[4].在擬南芥基因組中有7個(gè)SHMT基因,分別為AtSHM1～AtSHM7,其中SHM1與SHM2編碼的蛋白質(zhì)產(chǎn)物定位在線粒體基質(zhì)中,其他5個(gè)SHMT基因編碼的蛋白質(zhì)缺乏可識(shí)別的定位序列,推測其存在于細(xì)胞質(zhì)中[5].

除為生物合成作用提供一碳單位外,許多研究表明SHMT蛋白在植物抗病中也發(fā)揮重要功能[6-9].例如,擬南芥AtSHM1基因發(fā)生突變后,突變株易受到不同病原菌的感染[7].栽培大豆(GlycinemaxMerr.)中一個(gè)命名為Rhg4的SHMT基因的抗性等位基因具有兩個(gè)重要的點(diǎn)突變(P130R和N358Y),影響了大豆根細(xì)胞內(nèi)的葉酸穩(wěn)態(tài),最終限制胞囊線蟲的生長,從而具有抵抗大豆胞囊線蟲的功能[9].因此,對(duì)于植物中SHMT基因的研究可以揭示其功能,并為相關(guān)應(yīng)用提供理論指導(dǎo).

牡丹是一種重要的觀賞植物,在我國多地均有種植.其中,菏澤、洛陽、北京、臨夏、彭州、銅陵縣等地區(qū)牡丹種植面積較大.牡丹不僅可以用于觀賞,還具有豐富的食用和藥用價(jià)值[10].然而,如今牡丹的病蟲害問題日益突出,這直接影響了牡丹的生長和品質(zhì),同時(shí)也增加了種植者的管理難度和經(jīng)濟(jì)成本,已經(jīng)嚴(yán)重影響了牡丹的……