甘薯MAPK基因家族的鉴定及生物信息学分析
2021-12-09周桦楠刘冠求潘家荃刘振雷
周桦楠,于 涛,刘冠求,潘家荃,万 博,刘振雷
(辽宁省农业科学院a.作物研究所,b.人事教育部,沈阳110161)
丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联反应在植物中是一种比较保守的信号转导途径,可以将从细胞外受到的环境刺激转化为细胞内信号,在植物生长发育及响应逆境胁迫等过程中扮演着重要角色[1]。典型的MAPK级联途径由三个特定的激酶组成,分别是MAPK、MAPK激酶(MAPKK)和MAPKK激酶(MAPKKK),MAPKKK位于上游,MAPKK位于中间,MAPK位于下游,在特定的激活位点被磷酸化后依次被激活,这条信号传导途径可以将植物感受到的环境信号放大并传递,从而激活下游的酶及转录因子,最终激活靶基因表达,对外界信号作出应答[2]。MAPK作为这条级联途径中最下游的成员,直接作用于靶基因,因此发挥至关重要的作用。植物MAPK是一类保守的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)类蛋白激酶,通常包含11个保守性高的亚结构域,在Ⅶ和Ⅷ亚结构域之间含有一个TXY三肽基序(T代表苏氨酸;Y代表酪氨酸;X代表谷氨酸或天冬氨酸)作为ATP磷酸化位点,位于该激酶催化结构域的活化环(T-loop)中,是决定植物MAPK活性的关键[3]。在植物MAPK的N端区域和C端区域同样存在一些特定的保守基序,依据三肽基序及N、C端保守基序的不同,MAPK家族成员被分为不同的亚组。
目前在多种植物中都发现了MAPK基因家族成员,拟南芥基因组中有20个MAPK[1],水稻中有17个[4],棉花中有28个[5]。研究发现,MAP K家族成员在植物植物的生长发育、抵御非生物胁迫和生物胁迫中都发挥了重要作用。水稻的Os MAPK2在3个月大的植株圆锥花序形成时表达量增强,表明了它与花粉发育相关[6]。……
