中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (9): 124-131.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0115
所属专题: 生物技术
收稿日期:
2023-02-23
修回日期:
2023-05-15
出版日期:
2024-03-25
发布日期:
2024-03-22
通讯作者:
作者简介:
杨家琪,女,1998年出生,四川德阳人,研究生,研究方向:甜菜分子标记技术。通信地址:150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路74号黑龙江大学农学楼,Tel:13408388357,E-mail:2484035560@qq.com。
基金资助:
YANG Jiaqi1(), HAN Guangyuan2, LIU Naixin1(
), ZHOU Qin1
Received:
2023-02-23
Revised:
2023-05-15
Published:
2024-03-25
Online:
2024-03-22
摘要:
为了了解甜菜中酪氨酸代谢途径关键酶的特性和进化关系, 以甜菜、菠菜、大豆等植物为试验材料,利用NCBI数据库收集了酪氨酸代谢途径5种关键酶(PPO、TAT、TYDC、HPPD、HPPR)的序列信息。使用ExPASy - ProtParam软件和MEGA-7软件分析了关键酶的理化性质,同时将它们序列间的相似性及演化距离进行对比,并且构建系统发育树。理化性质分析结果显示,甜菜酪氨酸代谢途径中5种关键酶均为不稳定的亲水性蛋白质,甜菜PPO的氨基酸数量最高;系统发育树分析结果显示,甜菜与菠菜的PPO和HPPD相似性高;甜菜分别与大豆的TAT、马铃薯的TYDC、大麦的HPPR相似性高。该研究为参考其他作物探索甜菜酪氨酸代谢途径关键酶功能研究提供参考,为进一步研究甜菜基因组学奠定基础。
杨家琪, 韩广源, 刘乃新, 周芹. 甜菜酪氨酸代谢途径关键酶的生物信息学研究[J]. 中国农学通报, 2024, 40(9): 124-131.
YANG Jiaqi, HAN Guangyuan, LIU Naixin, ZHOU Qin. A Bioinformatics Study on Key Enzymes Involved in Tyrosine Metabolism in Beet[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(9): 124-131.
种类 | 序列号 | 氨基酸数/个 | 相对分子质量 | 等电点 | 稳定性 | 相对平均亲水性 |
---|---|---|---|---|---|---|
甜菜 | AQS22861.1 | 604 | 68496.02 | 6.79 | 不稳定 | 亲水性 |
烟草 | AGK83468.1 | 590 | 159202.07 | 4.68 | 不稳定 | 亲水性 |
玉米 | ACG28948.1 | 569 | 62715.09 | 5.88 | 不稳定 | 亲水性 |
水稻 | ACS15334.1 | 576 | 63287.62 | 5.83 | 不稳定 | 亲水性 |
高粱 | AHX26183.1 | 553 | 60769.89 | 5.62 | 不稳定 | 亲水性 |
马铃薯 | AAA85121.1 | 597 | 66888.35 | 6.63 | 稳定 | 亲水性 |
花生 | QHO39883.1 | 430 | 50188.02 | 6.17 | 不稳定 | 亲水性 |
小麦 | AEM45931.1 | 557 | 61307.58 | 6.37 | 不稳定 | 亲水性 |
菠菜 | CAA62377.1 | 638 | 73132.39 | 5.89 | 不稳定 | 亲水性 |
芝麻 | AFJ42577.1 | 584 | 65307.02 | 7.20 | 稳定 | 亲水性 |
种类 | 序列号 | 氨基酸数/个 | 相对分子质量 | 等电点 | 稳定性 | 相对平均亲水性 |
---|---|---|---|---|---|---|
甜菜 | AQS22861.1 | 604 | 68496.02 | 6.79 | 不稳定 | 亲水性 |
烟草 | AGK83468.1 | 590 | 159202.07 | 4.68 | 不稳定 | 亲水性 |
玉米 | ACG28948.1 | 569 | 62715.09 | 5.88 | 不稳定 | 亲水性 |
水稻 | ACS15334.1 | 576 | 63287.62 | 5.83 | 不稳定 | 亲水性 |
高粱 | AHX26183.1 | 553 | 60769.89 | 5.62 | 不稳定 | 亲水性 |
马铃薯 | AAA85121.1 | 597 | 66888.35 | 6.63 | 稳定 | 亲水性 |
花生 | QHO39883.1 | 430 | 50188.02 | 6.17 | 不稳定 | 亲水性 |
小麦 | AEM45931.1 | 557 | 61307.58 | 6.37 | 不稳定 | 亲水性 |
菠菜 | CAA62377.1 | 638 | 73132.39 | 5.89 | 不稳定 | 亲水性 |
芝麻 | AFJ42577.1 | 584 | 65307.02 | 7.20 | 稳定 | 亲水性 |
种类 | 序列号 | 氨基酸数/个 | 相对分子质/Mr | 等电点/PI | 稳定性 | 相对平均亲性 |
---|---|---|---|---|---|---|
甜菜 | XP_010666077.2 | 426 | 47612.97 | 5.78 | 不稳定 | 亲水性 |
拟南芥 | BAB10727.1 | 414 | 45902.06 | 5.66 | 稳定 | 疏水性 |
玉米 | AQK58770.1 | 430 | 46975.42 | 5.95 | 稳定 | 疏水性 |
大豆 | NP_001238408.1 | 425 | 46747.92 | 5.41 | 稳定 | 疏水性 |
紫花苜蓿 | AAY85183.1 | 410 | 45173.07 | 5.38 | 稳定 | 疏水性 |
彩叶草 | CAD30341.1 | 411 | 45179.41 | 5.96 | 不稳定 | 疏水性 |
高粱 | XP_021313205.1 | 428 | 46505.79 | 5.38 | 稳定 | 疏水性 |
辣椒 | XP_016580779.1 | 421 | 46739.91 | 5.91 | 稳定 | 亲水性 |
欧洲油菜 | XP_013676584.2 | 420 | 46515.60 | 5.19 | 不稳定 | 疏水性 |
荠菜 | XP_006283808.1 | 419 | 46276.24 | 5.04 | 不稳定 | 疏水性 |
种类 | 序列号 | 氨基酸数/个 | 相对分子质/Mr | 等电点/PI | 稳定性 | 相对平均亲性 |
---|---|---|---|---|---|---|
甜菜 | XP_010666077.2 | 426 | 47612.97 | 5.78 | 不稳定 | 亲水性 |
拟南芥 | BAB10727.1 | 414 | 45902.06 | 5.66 | 稳定 | 疏水性 |
玉米 | AQK58770.1 | 430 | 46975.42 | 5.95 | 稳定 | 疏水性 |
大豆 | NP_001238408.1 | 425 | 46747.92 | 5.41 | 稳定 | 疏水性 |
紫花苜蓿 | AAY85183.1 | 410 | 45173.07 | 5.38 | 稳定 | 疏水性 |
彩叶草 | CAD30341.1 | 411 | 45179.41 | 5.96 | 不稳定 | 疏水性 |
高粱 | XP_021313205.1 | 428 | 46505.79 | 5.38 | 稳定 | 疏水性 |
辣椒 | XP_016580779.1 | 421 | 46739.91 | 5.91 | 稳定 | 亲水性 |
欧洲油菜 | XP_013676584.2 | 420 | 46515.60 | 5.19 | 不稳定 | 疏水性 |
荠菜 | XP_006283808.1 | 419 | 46276.24 | 5.04 | 不稳定 | 疏水性 |
种类 | 序列号 | 氨基酸数/个 | 相对分子质量/Mr | 等电点/PI | 稳定性 | 相对平均亲水性 |
---|---|---|---|---|---|---|
甜菜 | XP_010666091.1 | 510 | 57172.63 | 6.04 | 不稳定 | 亲水性 |
拟南芥 | CAB56038.1 | 489 | 54219.10 | 5.79 | 稳定 | 亲水性 |
玉米 | XP_008651749.1 | 528 | 57435.50 | 5.91 | 不稳定 | 亲水性 |
高粱 | XP_002459778.2 | 505 | 55718.57 | 5.81 | 不稳定 | 亲水性 |
马铃薯 | AHI16967.1 | 510 | 57038.57 | 6.67 | 不稳定 | 疏水性 |
花生 | QHO42829.1 | 131 | 13916.94 | 4.80 | 不稳定 | 疏水性 |
菠菜 | XP_021838623.1 | 500 | 55500.84 | 6.04 | 不稳定 | 亲水性 |
大豆 | XP_003535055.2 | 498 | 55076.80 | 7.56 | 稳定 | 疏水性 |
芝麻 | XP_011080126.1 | 490 | 54122.84 | 5.72 | 不稳定 | 亲水性 |
荠菜 | XP_006299702.2 | 490 | 54593.58 | 6.16 | 稳定 | 亲水性 |
种类 | 序列号 | 氨基酸数/个 | 相对分子质量/Mr | 等电点/PI | 稳定性 | 相对平均亲水性 |
---|---|---|---|---|---|---|
甜菜 | XP_010666091.1 | 510 | 57172.63 | 6.04 | 不稳定 | 亲水性 |
拟南芥 | CAB56038.1 | 489 | 54219.10 | 5.79 | 稳定 | 亲水性 |
玉米 | XP_008651749.1 | 528 | 57435.50 | 5.91 | 不稳定 | 亲水性 |
高粱 | XP_002459778.2 | 505 | 55718.57 | 5.81 | 不稳定 | 亲水性 |
马铃薯 | AHI16967.1 | 510 | 57038.57 | 6.67 | 不稳定 | 疏水性 |
花生 | QHO42829.1 | 131 | 13916.94 | 4.80 | 不稳定 | 疏水性 |
菠菜 | XP_021838623.1 | 500 | 55500.84 | 6.04 | 不稳定 | 亲水性 |
大豆 | XP_003535055.2 | 498 | 55076.80 | 7.56 | 稳定 | 疏水性 |
芝麻 | XP_011080126.1 | 490 | 54122.84 | 5.72 | 不稳定 | 亲水性 |
荠菜 | XP_006299702.2 | 490 | 54593.58 | 6.16 | 稳定 | 亲水性 |
种类 | 序列号 | 氨基酸数/个 | 相对分子质量/Mr | 等电点/PI | 稳定性 | 相对平均亲水性 |
---|---|---|---|---|---|---|
甜菜 | XP_010688905.2 | 434 | 48098.34 | 5.15 | 不稳定 | 亲水性 |
拟南芥 | NP_172144.3 | 445 | 48815.98 | 5.47 | 不稳定 | 亲水性 |
玉米 | PWZ15911.1 | 488 | 51868.32 | 5.97 | 不稳定 | 亲水性 |
水稻 | NP_001396268.1 | 446 | 46939.45 | 5.32 | 不稳定 | 亲水性 |
高粱 | XP_002453359.1 | 440 | 46839.58 | 5.41 | 不稳定 | 亲水性 |
小麦 | AAZ67144.1 | 436 | 46702.35 | 5.58 | 不稳定 | 亲水性 |
菠菜 | XP_021865011.1 | 438 | 48657.89 | 5.41 | 不稳定 | 亲水性 |
欧洲油菜 | AFB74208.1 | 445 | 49059.11 | 5.39 | 不稳定 | 亲水性 |
大麦 | KAE8783260.1 | 434 | 46339.03 | 5.63 | 稳定 | 亲水性 |
荠菜 | XP_006307507.1 | 446 | 48751.96 | 4.31 | 不稳定 | 亲水性 |
种类 | 序列号 | 氨基酸数/个 | 相对分子质量/Mr | 等电点/PI | 稳定性 | 相对平均亲水性 |
---|---|---|---|---|---|---|
甜菜 | XP_010688905.2 | 434 | 48098.34 | 5.15 | 不稳定 | 亲水性 |
拟南芥 | NP_172144.3 | 445 | 48815.98 | 5.47 | 不稳定 | 亲水性 |
玉米 | PWZ15911.1 | 488 | 51868.32 | 5.97 | 不稳定 | 亲水性 |
水稻 | NP_001396268.1 | 446 | 46939.45 | 5.32 | 不稳定 | 亲水性 |
高粱 | XP_002453359.1 | 440 | 46839.58 | 5.41 | 不稳定 | 亲水性 |
小麦 | AAZ67144.1 | 436 | 46702.35 | 5.58 | 不稳定 | 亲水性 |
菠菜 | XP_021865011.1 | 438 | 48657.89 | 5.41 | 不稳定 | 亲水性 |
欧洲油菜 | AFB74208.1 | 445 | 49059.11 | 5.39 | 不稳定 | 亲水性 |
大麦 | KAE8783260.1 | 434 | 46339.03 | 5.63 | 稳定 | 亲水性 |
荠菜 | XP_006307507.1 | 446 | 48751.96 | 4.31 | 不稳定 | 亲水性 |
种类 | 序列号 | 氨基酸数/个 | 相对分子质量/Mr | 等电点/PI | 稳定性 | 相对平均亲水性 |
---|---|---|---|---|---|---|
甜菜 | XP_048501075.1 | 424 | 47419.31 | 5.49 | 不稳定 | 亲水性 |
水稻 | XP_015616725.1 | 316 | 34661.88 | 5.26 | 不稳定 | 疏水性 |
玉米 | PWZ10525.1 | 485 | 51983.39 | 5.32 | 稳定 | 疏水性 |
高粱 | XP_021313006.1 | 313 | 34026.91 | 5.45 | 稳定 | 疏水性 |
花生 | QHN75841.1 | 313 | 33925.24 | 6.20 | 稳定 | 疏水性 |
芝麻 | XP_011072370.1 | 361 | 39874.34 | 8.03 | 不稳定 | 亲水性 |
大豆 | KAH1240324.1 | 428 | 47731.22 | 8.70 | 不稳定 | 亲水性 |
辣椒 | XP_016551005.1 | 313 | 34021.07 | 5.79 | 稳定 | 疏水性 |
藜麦 | XP_021731988.1 | 313 | 34250.46 | 5.93 | 稳定 | 疏水性 |
大麦 | KAE8785935.1 | 318 | 34678.91 | 5.60 | 稳定 | 疏水性 |
种类 | 序列号 | 氨基酸数/个 | 相对分子质量/Mr | 等电点/PI | 稳定性 | 相对平均亲水性 |
---|---|---|---|---|---|---|
甜菜 | XP_048501075.1 | 424 | 47419.31 | 5.49 | 不稳定 | 亲水性 |
水稻 | XP_015616725.1 | 316 | 34661.88 | 5.26 | 不稳定 | 疏水性 |
玉米 | PWZ10525.1 | 485 | 51983.39 | 5.32 | 稳定 | 疏水性 |
高粱 | XP_021313006.1 | 313 | 34026.91 | 5.45 | 稳定 | 疏水性 |
花生 | QHN75841.1 | 313 | 33925.24 | 6.20 | 稳定 | 疏水性 |
芝麻 | XP_011072370.1 | 361 | 39874.34 | 8.03 | 不稳定 | 亲水性 |
大豆 | KAH1240324.1 | 428 | 47731.22 | 8.70 | 不稳定 | 亲水性 |
辣椒 | XP_016551005.1 | 313 | 34021.07 | 5.79 | 稳定 | 疏水性 |
藜麦 | XP_021731988.1 | 313 | 34250.46 | 5.93 | 稳定 | 疏水性 |
大麦 | KAE8785935.1 | 318 | 34678.91 | 5.60 | 稳定 | 疏水性 |
[1] |
秦宁, 李俊茹, 李文龙, 等. 大豆籽粒生育酚及其组分含量鉴定与优异种质筛选[J]. 作物杂志, 2021(3):34-39.
|
[2] |
doi: 10.1111/nph.v224.1 URL |
[3] |
张艳, 张剑, 葛海霞. 黄连中苄基异喹啉类生物碱的生源途径及其合成生物学的应用进展[J]. 药物生物技术, 2019, 26(2):165-171.
|
[4] |
郭娜, 接伟光, 张颖智, 等. 红景天属植物生长和红景天苷含量影响因素研究进展[J]. 国土与自然资源研究, 2018(4):92-93.
|
[5] |
贺世洪. 百合中秋水仙碱及其有效成分分析研究[D]. 长沙: 中南大学, 2002.
|
[6] |
doi: S0031-9422(18)30034-7 pmid: 29477627 |
[7] |
|
[8] |
doi: 10.1111/tpj.2008.54.issue-4 URL |
[9] |
|
[10] |
doi: 10.1021/acs.jafc.6b04208 pmid: 28098998 |
[11] |
doi: 10.3390/genes10050401 URL |
[12] |
doi: 10.1021/jf404648u URL |
[13] |
doi: 10.1016/j.molp.2017.12.002 URL |
[14] |
|
[15] |
吴则东, 张文彬, 吴玉梅. 红甜菜的特殊功效及应用[J]. 中国糖料, 2015, 37(2):68-70.
|
[16] |
谢芳芳. 火龙果甜菜素生物合成关键基因的筛选及其功能初步分析[D]. 广州: 华南农业大学, 2019.
|
[17] |
周艳丽, 耿贵, 倪洪涛, 等. 红甜菜提取物抗菌潜力研究与应用[J]. 中国糖料, 2018, 40(1):57-61.
|
[18] |
doi: 10.1007/s42994-019-00006-w |
[19] |
杨杰, 曹卿, 王军, 等. 水稻多酚氧化酶基因功能标记的开发与应用[J]. 中国水稻科学, 2011, 25(1):37-42.
doi: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.01.006 |
[20] |
doi: 10.1007/s00425-002-0888-0 URL |
[21] |
熊志强, 孙静怡, 王亮, 等. 嘉兰中酪氨酸脱羧酶基因的克隆与表达分析[J]. 分子植物育种, 2023, 21(6).
|
[22] |
梁玉玲, 佐藤文彦. 黄连对羟苯基丙酮酸双加氧酶的原核表达和酶学性质[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2017, 37(6):605-613.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1565.2017.06.008 |
[23] |
doi: 10.1016/j.jfoodeng.2009.12.024 URL |
[24] |
doi: S0308-8146(19)30354-1 pmid: 30827652 |
[25] |
doi: 10.1021/jf034381m URL |
[26] |
doi: 10.1007/s11738-020-03156-3 |
[27] |
彭静叶. 大花红景天酪氨酸脱羧酶基因的克隆与功能分析[D]. 重庆: 西南大学, 2011.
|
[28] |
郭宇. 紫苏HPPR基因启动子的克隆与功能分析[D]. 天津: 天津科技大学, 2016.
|
[29] |
郭宇, 郝磊, 吕晓玲, 等. 紫苏HPPR基因启动子的克隆及植物表达载体构建[J]. 分子植物育种, 2016, 14(2):382-388.
|
[30] |
魏雪缘, 沈伟健, 张睿, 等. 食用植物油中生育酚和生育三烯酚检测方法的研究进展[J]. 食品安全质量检测学报, 2016, 7(2):686-692.
|
[31] |
申艳红, 陈永萍, 杨菲颖, 等. 番木瓜酪氨酸氨基转移酶基因CpTAT的分离与分析[J]. 热带作物学报, 2016, 37(6):1141-1146.
|
[32] |
doi: 10.1016/s0014-5793(03)00166-2 pmid: 12681479 |
[1] | 李佳颖, 刘乃新, 韩广源. 红甜菜根中萜类代谢物的比较代谢组学分析[J]. 中国农学通报, 2024, 40(2): 137-142. |
[2] | 王敬云, 胡晓航, 董心久, 马亚怀, 李彦丽. 基于多光谱技术的甜菜块根糖分增长期施氮决策模型[J]. 中国农学通报, 2024, 40(10): 132-139. |
[3] | 陈丽楠, 刘秀春, 周晏起, 朱红. 设施土壤次生盐渍化特征及修复进展[J]. 中国农学通报, 2023, 39(9): 79-84. |
[4] | 江婉玥, 胡晓航, 马亚怀, 李彦丽. 基于R语言的GGE双标图法在甜菜品种区域试验中的应用[J]. 中国农学通报, 2023, 39(8): 7-14. |
[5] | 张春峰, 刘军亮, 王囡囡, 朱宝国, 孟庆英, 冯浩原. 根菜类作物块根测定装置的研制[J]. 中国农学通报, 2023, 39(7): 129-134. |
[6] | 刘爱杰, 张惠忠, 王茂芊. 亚硒酸钠浸种对盐胁迫下甜菜种子萌发的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(35): 20-26. |
[7] | 张于, 邳植, 李胜男, 吴则东. 甜菜生物育种的研究进展及未来展望[J]. 中国农学通报, 2023, 39(31): 7-12. |
[8] | 苏炀, 胡华兵, 王荣华, 王茂芊. 不同浓度酒石酸对甜菜种子萌发的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(30): 21-27. |
[9] | 刘爱杰, 张惠忠, 兴旺, 王茂芊. 木酢液处理对甜菜种子萌发及物质效率的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(30): 28-35. |
[10] | 杨然, 兴旺, 刘大丽, 吴则东, 王茂芊. 褪黑素和多巴胺对甜菜种子引发与盐胁迫的比较研究[J]. 中国农学通报, 2023, 39(30): 36-46. |
[11] | 郇町, 胡华兵, 贺碧微, 孙琳琳, 刘建雄, 刘珣, 袁团团, 丁兆斐. 不同引进甜菜品种经济性状关系分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(3): 11-19. |
[12] | 黄烁淇, 赵晓鑫, 翟妍, 倪渊嵘, 鲁振强, 刘大丽. BvHIPP24介导甜菜应答镉胁迫的作用分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(27): 110-117. |
[13] | 郭晓霞, 田露, 菅彩媛, 黄春燕, 李智, 张鹏, 韩康, 梁亚晖, 孔德娟, 苏文斌. 化肥减施下生物有机肥对连作甜菜光合特性、干物质积累转运和产量形成的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(22): 1-10. |
[14] | 贾也纯, 陈润仪, 贺泽霖, 倪洪涛. 甜菜抗非生物胁迫研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 33-40. |
[15] | 陈英花, 白如霄, 王娟, 张新疆, 刘玲慧, 刘小龙, 冯国瑞, 危常州. 叶面喷施烯效唑和硼对塔额盆地甜菜产量和含糖率的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 41-48. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||