缺刻缘绿藻FAD基因的序列特征及其相对转录量对氮饥饿的响应 [中文引用][英文引用]

为探讨缺刻缘绿藻(Myrmecia incisa)花生四烯酸(20:4w6, AA)合成过程中一系列脂肪酸去饱和酶(FAD)的作用, 本研究克隆了D12、D6及D5 FAD基因的cDNA全长序列(GenBank登录号分别为JN205757、JN205755和JN205756)及其相应的DNA序列。它们的cDNA全长分别为1 806 bp、2 674 bp及2 318 bp, 其中ORF长为1 137 bp、1 443 bp和1 446 bp, 分别编码由378、480和481个氨基酸组成的蛋白; 通过其cDNA与DNA序列的比对, 发现D12、D6及D5 FAD基因分别具有4、5和7个内含子, 其剪切位点均符合“GT-AG”规则。Δ12、Δ6和Δ5 FAD编码蛋白均富含疏水性氨基酸, 约占各自氨基酸组成的52.8%、46.6%及50.9%。密码子的偏好性与缺刻缘绿藻其他基因保持一致。推测这3个FAD基因编码蛋白都存在4个跨膜区, 而D12和D5 FAD还各有一个明显不跨膜的疏水区; 都具有FAD家族各自相对保守的3个组氨酸簇基序。基于缺刻缘绿藻和其他物种相应的FAD基因编码蛋白序列所构建的Neighbor-joining(NJ)系统进化树, 表明Δ12、Δ6、Δ5及ω3 FAD分别隶属于各自的分支, 其中, Δ12与ω3 FAD的亲缘关系较近, 而Δ6与Δ5 FAD具有较近的亲缘关系。利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, Q-RT-PCR)分析这3个FAD基因在缺刻缘绿藻缺氮培养96 h后又恢复氮培养72 h过程中的相对转录量, 结果表明这3个基因的相对转录量都受到氮信号的调控, 它们随着氮饥饿培养时间延长明显上升, 而氮恢复培养后迅速并显著地下降到氮饥饿胁迫前的水平。结合已知脂肪酸成分在此过程中的变化, 推测这3个基因对缺刻缘绿藻AA的合成和积累都起着重要的作用, 而Δ6 FAD的作用可能更关键。