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水稻OsMNS5生物信息学分析及其对结实率的影响
1
作者
袁丽梦
陈宇乐
+7 位作者
刘世明
邢殿祥
黄培琪
罗佳怡
吴泽璇
雷友谊
毛兴学
张建军
《广东农业科学》
2025年第8期80-90,共11页
【目的】N-糖基化是真核细胞中蛋白质的一种主要共翻译和翻译后修饰,在内质网蛋白质降解和逆境胁迫中发挥重要作用。α-甘露糖苷酶(α-Mannosidase,MNS)参与N-糖基糖蛋白中α-1,2甘露糖的切除,分析OsMNS5对水稻生长发育的影响,为进一步...
【目的】N-糖基化是真核细胞中蛋白质的一种主要共翻译和翻译后修饰,在内质网蛋白质降解和逆境胁迫中发挥重要作用。α-甘露糖苷酶(α-Mannosidase,MNS)参与N-糖基糖蛋白中α-1,2甘露糖的切除,分析OsMNS5对水稻生长发育的影响,为进一步研究OsMNS5的生理功能及其在水稻内质网蛋白质降解中的作用提供理论依据。【方法】利用水稻基因组数据库鉴定水稻MNS基因家族成员,通过生物信息学方法系统分析其基因家族成员的蛋白理化性质、系统发育树、保守基序、顺式作用元件,进一步通过CRISPR/Cas9技术对OsMNS5进行基因编辑,并分析敲除OsMNS5对水稻农艺性状的影响。【结果】OsMNS基因家族中有4个成员,分别分布在4条染色体上,具有相似的蛋白保守结构域。4个OsMNS基因编码氨基酸序列长度在572~684 aa,相对分子质量范围为65.09~75.30 kD,等电点呈弱酸性至中性特征,亲水系数为负值;顺式作用元件分析发现,OsMNS基因家族成员启动子区域含有大量与植物激素、逆境胁迫和光等相关的响应元件;通过系统进化分析获得水稻中与拟南芥MNS5同源的蛋白OsMNS5,利用基因编辑技术敲除OsMNS5,获得2种不同突变类型的纯合突变体,基因敲除OsMNS5导致水稻结实率下降22.8%~31.7%。【结论】共鉴定出4个水稻MNS基因,水稻中MNS蛋白与其他物种中的同源蛋白均具有保守结构域;水稻OsMNS5与拟南芥AtMNS5同源,可能在内质网错误折叠蛋白降解中发挥重要的作用;OsMNS5敲除水稻结实率降低,为解析OsMNS5在水稻生长发育中的生物学功能提供理论基础。
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关键词
水稻
OsMNS5
生物信息学
基因编辑
结实率
内质网
蛋白质降解
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职称材料
题名
水稻OsMNS5生物信息学分析及其对结实率的影响
1
作者
袁丽梦
陈宇乐
刘世明
邢殿祥
黄培琪
罗佳怡
吴泽璇
雷友谊
毛兴学
张建军
机构
华南农业大学林学与风景园林学院/广东省森林植物种质创新与利用重点实验室
广东省农业科学院水稻研究所/农业农村部华南优质稻遗传育种重点实验室(部省共建)/广东省水稻科学技术重点实验室
出处
《广东农业科学》
2025年第8期80-90,共11页
基金
国家自然科学基金(31471426)
广东省水稻科学技术重点实验室项目(2023B1212060042)。
文摘
【目的】N-糖基化是真核细胞中蛋白质的一种主要共翻译和翻译后修饰,在内质网蛋白质降解和逆境胁迫中发挥重要作用。α-甘露糖苷酶(α-Mannosidase,MNS)参与N-糖基糖蛋白中α-1,2甘露糖的切除,分析OsMNS5对水稻生长发育的影响,为进一步研究OsMNS5的生理功能及其在水稻内质网蛋白质降解中的作用提供理论依据。【方法】利用水稻基因组数据库鉴定水稻MNS基因家族成员,通过生物信息学方法系统分析其基因家族成员的蛋白理化性质、系统发育树、保守基序、顺式作用元件,进一步通过CRISPR/Cas9技术对OsMNS5进行基因编辑,并分析敲除OsMNS5对水稻农艺性状的影响。【结果】OsMNS基因家族中有4个成员,分别分布在4条染色体上,具有相似的蛋白保守结构域。4个OsMNS基因编码氨基酸序列长度在572~684 aa,相对分子质量范围为65.09~75.30 kD,等电点呈弱酸性至中性特征,亲水系数为负值;顺式作用元件分析发现,OsMNS基因家族成员启动子区域含有大量与植物激素、逆境胁迫和光等相关的响应元件;通过系统进化分析获得水稻中与拟南芥MNS5同源的蛋白OsMNS5,利用基因编辑技术敲除OsMNS5,获得2种不同突变类型的纯合突变体,基因敲除OsMNS5导致水稻结实率下降22.8%~31.7%。【结论】共鉴定出4个水稻MNS基因,水稻中MNS蛋白与其他物种中的同源蛋白均具有保守结构域;水稻OsMNS5与拟南芥AtMNS5同源,可能在内质网错误折叠蛋白降解中发挥重要的作用;OsMNS5敲除水稻结实率降低,为解析OsMNS5在水稻生长发育中的生物学功能提供理论基础。
关键词
水稻
OsMNS5
生物信息学
基因编辑
结实率
内质网
蛋白质降解
Keywords
Oryza sativa L.
OsMNS5
bioinformatics
gene editing
seed setting rate
endoplasmic reticulum
protein degradation
分类号
S511 [农业科学—作物学]
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题名
作者
出处
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1
水稻OsMNS5生物信息学分析及其对结实率的影响
袁丽梦
陈宇乐
刘世明
邢殿祥
黄培琪
罗佳怡
吴泽璇
雷友谊
毛兴学
张建军
《广东农业科学》
2025
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