玉米中绒毡层发育调控基因ZmUdt1克隆的生物信息学分析

为了研究玉米中绒毡层发育调控基因Udt1的功能与作用,进行生物信息学分析,通过利用Udt1基因培育雄性不育的玉米新品种,来提高杂交种纯度和种质质量并缩短育种年限。该试验采用已知的水稻OsUdt1基因(AY953870.1)为参考序列,使用同源克隆的方式在玉米基因组中得到同源性最高的基因BT068494.1(GenBank),并利用生物信息学方法预测该基因的各级结构以及生物学功能等,同时使用MEGA 7.0程序软件构建分子系统进化树。ZmUdt1基因位于玉米的第2条染色体上,ZmUdt1蛋白由219个氨基酸构成,蛋白的相对分子量为24.48 ku,等电点为5.35,属于亲水蛋白;主要由α-螺旋与无规则卷曲构成二级结构,其三级结构与水稻OsUdt1蛋白的三级结构基本一致,属于HLH超级家族,没有信号肽以及跨膜结构;亚细胞定位预测该蛋白位于细胞核中的可能性较大;通过预测,该蛋白具有翻译、复制与转录、转录调控信号转导等功能,具有17个磷酸化修饰位点,而是否具有其他功能尚没有确定。系统进化树表明,玉米与水稻、高粱等物种遗传距离最近,且与拟南芥的DYT1蛋白也有一定的遗传相关性。通过预测和比较,ZmUdt1和OsUdt1蛋白在结构和功能上具有极高的相似性。研究结果可为进一步研究ZmUdt1蛋白的功能与作用,以及创新玉米的雄性不育系提供理论依据。