Page 129 - 《广西植物》2026年第1期

１ 期 胡国瑾等: 水母雪兔子 ＧＰＡＴ 家族全基因组鉴定及表达分析 １ ２ ５

水 母 雪 兔 子 ( Ｓａｕｓｓｕｒｅａ ｍｅｄｕｓａ ) 是 菊 科 家 族 保 守 结 构 域 ＨＭＭ 模 型 ( ＰＦ０１５５３)ꎬ 利 用
(Ａｓｔｅｒａｃｅａｅ)风毛菊属(Ｓａｕｓｓｕｒｅａ ＤＣ.)雪兔子亚属 ＨＭＭＥＲ３.１ 软件(Ｅ 值≤１×１０ ) 对水母雪兔子蛋
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(ｓｕｂｇ. Ｓａｕｓｓｕｒｅａ)的多年生多次结实草本植物ꎬ主 白组进行结构域搜索ꎮ 同时采用 ＢＬＡＳＴｐ 工具将
要分布在中国的甘肃、青海、新疆、四川、云南和西 拟南芥的 １０ 个 ＧＰＡＴ 蛋白序列与水母雪兔子蛋白
藏等地区海拔 ３ ０００ ~ ５ ６００ ｍ 之间的砾石山坡和 质序列进行搜索比对ꎬ联合分析 ＨＭＭ 和 ＢＬＡＳＴｐ
高山流石滩ꎮ 水母雪兔子作为青藏高原生物多样 筛选结果ꎬ剔除冗余序列ꎮ 为验证候选蛋白序列
性的关键物种ꎬ其研究对于维持高寒生态系统功 的分 子 特 征ꎬ 将 目 标 序 列 导 入 ＰＦＡＭ ( ｈｔｔｐｓ: / /
能具有重要意义ꎮ 在 ２０２１ 年公布的« 国家重点保 ｗｗｗ. ｅｂｉ. ａｃ. ｕｋ / ｉｎｔｅｒｐｒｏ / ｅｎｔｒｙ / ｐｆａｍ / )、 ＮＣＢＩ ＣＤＤ
护野生植物名录»中ꎬ该物种已被列为国家二级重 (ｈｔｔｐｓ: / / ｗｗｗ. ｎｃｂｉ. ｎｌｍ. ｎｉｈ. ｇｏｖ / ｃｄｄ / ) 及 ＳＭＡＲＴ
点保护野生植物ꎮ 目前ꎬ水母雪兔子的研究主要 (ｈｔｔｐ: / / ｓｍａｒｔ.ｅｍｂｌ.ｄｅ / )数据库中进行保守结构域
集中在资源开发和利用方面( 曾智等ꎬ２０２１ꎻ张燕 验证ꎬ 以 此 获 得 水 母 雪 兔 子 ＳｍＧＰＡＴ 基 因 家 族
丽等ꎬ ２０２３)ꎬ 只 有 郭 佳 磊 ( ２０２１ ) 和 蒋 欣 悦 等 成员ꎮ
(２０２３)通过表皮毛和通气组织相关基因的克隆对 １.２.２ 水母雪兔子 ＧＰＡＴ 基因家族的信号肽、亚细
极端环境的适应机制进行了研究ꎮ 然而ꎬ在水母 胞定位、 跨 膜 结 构 预 测 及 理 化 性 质 分 析 通 过
雪兔子中 ＧＰＡＴ 基因家族尚未得到系统鉴定和研 ＥｘＰＡＳｙ 数 据 库 ( ｈｔｔｐｓ: / / ｗｅｂ. ｅｘｐａｓｙ. ｏｒｇ /
究ꎮ 因此ꎬ本研究基于水母雪兔子基因组及不同 ｐｒｏｔｐａｒａｍ / ) 分析 ＳｍＧＰＡＴ 基 因 家 族 成 员 的 氨 基
组织转录组数据ꎬ并整合模式植物拟南芥 ＧＰＡＴ 蛋 酸组成、理论等电点及分子量等基本理化参数ꎻ
白序列ꎬ系统鉴定了水母雪兔子 ＳｍＧＰＡＴ 基因家 利 用 ＷｏＬＦ ＰＳＯＲＴ 平 台 ( ｈｔｔｐｓ: / / ｗｏｌｆｐｓｏｒｔ. ｈｇｃ.
族成员ꎬ并且对 １５ 个 ＳｍＧＰＡＴ 基因进行理化性质、 ｊｐ / ) 进 行 亚 细 胞 定 位 预 测 ( 黄 汉 唐ꎬ ２０２０ ) ꎬ 用
系统发育、二级和三级结构预测、亚细胞定位预 ＰｒｏｔＳｃａｌｅ 工 具 ( ｈｔｔｐｓ: / / ｗｅｂ. ｅｘｐａｓｙ. ｏｒｇ /
测、顺式作用元件预测等分析ꎬ以及在不同组织中 ｐｒｏｔｓｃａｌｅ / ) 评估蛋白质疏水特性ꎻ用 ＴＭＨＭＭ 算
的表达模式分析ꎬ为后续开展水母雪兔子 ＳｍＧＰＡＴ 法( ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ.ｃｂｓ.ｄｔｕ.ｄｋ / ｓｅｒｖｉｃｅｓ / ＴＭＨＭＭ / ) 检
基因功能的深入研究奠定基础ꎮ 同时ꎬ对 ＳｍＧＰＡＴ 测跨膜结构域分布ꎮ
基因家族进行组织表达模式分析ꎬ不仅能阐明该 １.２.３ 水母雪兔子 ＧＰＡＴ 基因家族的染色体定位
基因家族成员的结构特征与表达规律ꎬ而且还能 从水母雪兔子基因组数据中获取基因的位置信
为解析高原珍稀植物适应环境胁迫的分子机制提 息ꎬ并将提取结果和 ＳｍＧＰＡＴ 基因家族成员的基
供重要理论依据ꎮ 因 ＩＤ 提交至 ＴＢｔｏｏｌｓ(杨杰等ꎬ２０２４)软件绘制染色
体定位图ꎮ
１ 材料与方法 １.２.４ 水母雪兔子 ＧＰＡＴ 基因家族的蛋白质二级结

构、三 级 结 构 预 测 用 Ｐｒａｂｉ ( ｈｔｔｐｓ: / / ｎｐｓａｐｒａｂｉ.
１.１ 材料 ｉｂｃｐ. ｆｒ / ｃｇｉｂｉｎ / ｎｐｓａ ＿ ａｕｔｏｍａｔ. ｐｌｐａｇｅ ＝ ｎｐｓａ ＿ ｓｏｐｍａ.
水母雪兔子作为国家二级保护野生植物ꎬ在 ｈｔｍｌ)在线网站预测水母雪兔子 ＳｍＧＰＡＴ 家族成员
２０２３ 年 ７ 月 １０ 日获得由青海省林业和草原局关 二 级 结 构ꎬ ＳＷＩＳＳ￣ＭＯＤＥＬ ( ｈｔｔｐｓ: / / ｓｗｉｓｓｍｏｄｅｌ.

于采集水母雪兔子的行政许可决定书后ꎬ于 ２０２３ ｅｘｐａｓｙ.ｏｒｇ / ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ) 在线网站预 测 水 母 雪 兔 子
年 ８ 月 ４ 日 在 青 海 省 都 兰 县 阿 拉 克 湖 路 崖 口 ＳｍＧＰＡＴ 家族成员的三级结构ꎮ
(９７°１９′１３″Ｅ、３５°４１′０３″Ｎꎻ海拔 ４ ９１４ ｍ)获取水母 １.２.５ 水母雪兔子 ＧＰＡＴ 基因家族的系统发育、基
雪兔子根、茎、叶、花样本ꎮ 采集后立即将样本密 因结构和保守基序分析 对拟南芥与水母雪兔子
封于无菌冻存管ꎬ经液氮速冻后至－ ８０ ℃ 超低温 ＧＰＡＴ 蛋白序列用 ＭＥＧＡ ７ 软件的 Ｃｌｕｓｔａｌ Ｗ 进行

冰箱保存ꎮ 多序列比对ꎮ 运用邻接法(ｎｅｉｇｈｂｏｒ￣ｊｏｉｎｉｎｇꎬ ＮＪ)构
１.２ 方法 建进 化 树ꎮ 利 用 Ｅｖｏｌｖｉｅ 在 线 工 具 ( ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ.
１.２.１ 水母雪兔子 ＧＰＡＴ 基因家族成员鉴定 以水 ｏｍｉｃｓｃｌａｓｓ.ｃｏｍ / ａｒｔｉｃｌｅ / ９６３) 对 进 化 树 进 行 美 化ꎮ
母雪兔子基因组序列为基础ꎬ在 ＥＭＢＬ￣Ｐｆａｍ 数据 此外ꎬ通过 ＧＳＤＳ 网站(ｈｔｔｐ: / / ｇｓｄｓ.ｇａｏ￣ｌａｂ.ｏｒｇ / )对
库( ｈｔｔｐ: / / ｐｆａｍ. ｘｆａｍ. ｏｒｇ / ) 中 获 取 拟 南 芥 ＧＰＡＴ 基因 序 列 的 内 含 子 和 ＵＴＲ 进 行 分 析ꎬ 并 使 用