海带(Saccharina japonica)SjHO1基因的鉴定、表达与功能分析

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作   者：

唐柳青;  许梦雪;  李乐;  吕芳;  詹冬梅;  吴海一; 

作者机构：

山东省海洋科学研究院山东省大型海藻资源保护与应用工程技术研究中心;  山东省海洋科学研究院; 

关键词：

功能鉴定;  海带;  SjHO1基因;  表达分析;  血红素加氧酶; 

期刊名称：

海洋与湖沼

i s s n：

0029-814X

年卷期：

2025 年 56 卷 001 期

页   码：

186-195

摘   要：

血红素加氧酶(heme oxygenase, HO)是生物体内催化血红素分解代谢的限速酶，在生物的生长发育中起着重要的作用。以大型经济海藻海带(Saccharina japonica)为材料，利用基因组数据库，以分子生物学手段和生物信息学工具鉴定获得一个HO1同源基因(SjHO1)。SjHO1基因由核基因组编码，开放阅读框为1 035 bp，编码344个氨基酸。预测编码的蛋白SjHO1分子量为36.75 kDa，等电点为8.71，是不稳定的亲水蛋白，不含信号肽和跨膜结构，具有HemeO保守结构域，亚细胞定位预测其主要定位在叶绿体。通过氨基酸序列比对和系统进化树分析发现，SjHO1蛋白与同属于褐藻的两种水云以及鼠尾藻的HO1蛋白序列相似性较高。采用实时荧光定量PCR分析海带SjHO1基因响应非生物胁迫的表达模式，发现高光和低盐条件下会促进SjHO1的表达，而高温、干燥和黑暗条件下SjHO1的表达量则没有显著变化。为进一步鉴定其功能，将SjHO1连接到表达载体pET-28a(+)上，转化获得SjHO1编码基因的大肠杆菌BL21(DE3)工程菌，通过IPTG诱导表达，SDS-PAGE和Western blot分析表达产物发现成功表达目的蛋白。进而测定HO活性，发现其具有结合血红素降解的特征峰，但未检测到反应产物BV的相应吸收峰。研究结果为进一步分析SjHO1基因功能及海带抗逆分子育种奠定了基础。