番茄SlTFT3基因的启动子分析

张录华

摘 要 番茄中有10个14-3-3蛋白成员，分别命名为SlTFT1-SlTFT10，这些蛋白成员虽具有一个共同的14-3-3蛋白结构域，但因它们所在的染色体、细胞亚环境的差异使得功能上呈现多样化，其中的SlTFT3可能参与番茄的抗病应答，通过启动子分析预测可为后续的功能验证提供参考。生物信息学分析结果表明：SlTFT3启动子中可能的转录起始位点是位于序列的2844-2894的T，SlTFT3基因启动子上具有真菌诱导反应元件、热应激反应顺式作用元件、防御和应激反应中的顺式作用元件等，可能与抗逆反应相关。

关键词 番茄；14-3-3；SlTFT3；启动子；生物信息学分析

中图分类号：S858.28 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.18.098

1 研究背景

番茄（Solanum lycopersicum）营养丰富、产量高、适应性广，其果实富含多种维生素、糖类、有机酸和无机盐等，是全世界栽培最为普遍的蔬菜作物之一[1-2]。设施蔬菜常因低温、弱光、高湿等逆境，导致病害严重，从而引起番茄果实产量和品质下降。但植物本身也具有抵抗逆境的能力，衡量植物对病原体抵抗力或在胁迫环境下生存能力的一个重要标准就是植物识别并对逆境做出反应的速度。植物中的桥梁蛋白14-3-3在植物应对病原体中起重要的作用[3]。

14-3-3蛋白最早是Moore和Perez于1967年从牛的脑组织中分离出来的酸性可溶性蛋白[4]，但是随着克隆技术的发展，大量研究表明该蛋白几乎存在于所有真核细胞生物中。14-3-3蛋白能够与多种靶蛋白相互作用来调节靶蛋白活性，进而调控细胞的多种生理过程[5]。14-3-3蛋白序列高度保守，不同家族成员在结构上都表现出极大的相似性，然而不同的家族成员行使不同的功能。它们不但在代谢、信号转导、胁迫响应、细胞周期调控等方面具有重要的作用，而且在植物抗病方面的研究也逐渐深入[6-10]，但目前关于14-3-3蛋白在植物体应对病原体响应的证据还不充分。

有研究显示番茄14-3-3蛋白家族中SlTFT3可能调控植物对病原体的响应，但作用机理还不清楚，因此本研究对番茄SlTFT3基因的启动子进行生物信息学分析，以期为通过实验手段弄清其在番茄抗病应答中的作用机理奠定基础。

2 材料与方法

2.1 启动子序列的获得

利用NCBI网站下载SlTFT3的基因序列并且利用NCBI上的Blast软件截取其启动子序列，然后利用生物信息学分析其必要的结构域，确定截取的序列是正确的启动子序列。

2.2 启动子序列顺式作用元件

结合BDGP和TSSP网站预测出起始位点的位置，确定最有可能的转录起始位点的位置。

2.3 启动子转录起始位点

利用PlantCARE网站分析启动子顺式作用元件位置及功能，再结合NCBI上截取的启动子序列，进一步分析顺式作用元件在序列中的位置以及顺式作用元件的相互位置关系，从而分析预测的顺式作用元件的正确性，结合顺式作用元件的功能，分析启动子的作用。

3 结果与分析

3.1 启动子序列

利用NCBI网站找到SlTFT3的基因序列并且利用NCBI上的Blast软件截取其启动子序列，经验证截取的序列为基因启动子序列（如图1）。

3.2 启动子转录起始位点分析

利用BDGP工具进行番茄14-3-3蛋白家族的SlTFT3基因启动子转录起始位点在线预测。预测结果表明，SlTFT3启动子序列中最有可能为转录起始位点的是位于序列的2844-2894的T（见图2）。

3.3 顺式作用元件

根据预测结果发现，SlTFT3启动子上具有真菌诱导反应元件、热应激反应顺式作用元件、防御和应激反应中的顺式作用元件等（见表1）。

4 讨论

应用生物信息学方法预测基因启动子可能的调控元件，具有高效、经济的优点，对进一步阐释基因的功能等研究工作具有重要的作用。

启动子预测分析表明，SlTFT3启动子含有多种类型的顺式作用元件，暗示其可能参与多种复杂的调控机制。这些顺式作用元件与相应的转录因子结合，发挥着多种功能，其中含有真菌诱导反应元件、热应激反应顺式作用元件、防御和应激反应中的顺式作用元件等多种顺式作用元件，说明其可能在植物应答生物胁迫上具有潜在的重要作用。

除了可能参与调控抗病响应之外，番茄SlTFT3启动子上还含有光响应顺式作用原件、与分生组织特异性激活相关的顺式作用调控元件、参与干旱诱导的MYB结合位点、玉米醇溶蛋白代谢调控顺式作用调控元件和参与昼夜控制的顺式作用调节元件等多个顺式作用原件，说明其还可能参与光合作用、细胞分裂、抗旱、醇溶蛋白的代谢及植物的昼夜节律调控等多种生理过程，因此具有重要的研究价值。

综上，番茄SlTFT3启动子的生物信息学分析结果，可以为后续14-3-3蛋白的调控机理的研究提供参考。

参考文献：

[1] 霍建勇，刘静，冯辉，等.番茄果实风味品质研究进展[J].中国蔬菜，2005，1（2）：34-36.

[2] 崔娜，李天来，赵聚勇.外源生长素PCPA对番茄果实蔗糖代谢的影响[J].北方园艺，2008（5）：8-12.

[3] Alexander RD，Morris PC.A proteomic analysis of 14-3-3 binding proteins from developing barley grains[J].Proteomics，2006，6（6）：1886-1896.

[4] Moore BW.Specific acidic proteins of the nervous system[J].Physiological and Biochemical Aspects of Nervous Integratin，1967（34）：343-359.

[5] Aitken A.14-3-3 proteins： a historic overview[J].Semin Cancer Biol，2006，16（3）：162-72.

[6] Chevalier D，Morris E R，Walker J C.14-3-3 and FHA domains mediate phosphoprotein interactions.[J].Annual Review of Plant Biology，2009，60（1）：67-91.

[7] Boston P F，Jackson P，Kynoch P A M.Purification，

Properties，and Immunohistochemical Localisation of Human Brain 14-3-3 Protein[J].Journal of Neurochemistry，2010，38（5）：1466-1474.

[8] Elia A E H，Yaffe M B.Phosphoserine/Threonine Binding Domains[J].Current Opinion in Cell Biology，2001，13（2）：131-138.

[9] Wu K，Rooney MF，Ferl RJ.The Arohidopsis 14-3-3 multi-genefamily[J].Plant Physiol，1997，114（4）：1421.

[10] 郭晋艳，郑晓瑜，邹翠霞，等.植物非生物胁迫诱导启动子顺式元件及转录因子研究进展[J].生物技术通报，2011（4）：16-20.

（责任编辑：趙中正）