东北林业大学学报
JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY
Vol.44 No.3Mar. 2021
第49卷第3期2021年3月
李洋刁健郝昕马玲
(东北林业大学，哈尔滨,150044)
摘 要 通过对松材线虫耐药基因家族成员Bx-pgps 的基因和蛋白质结构与功能的分析，对该家族成员的耐 药机制进行了分析预测。从松材线虫基因组数据库中获得了与秀丽线虫gp 基因家族成员同源的基因，分别命名 为Bx-ppgl 至Bx-pgpl5o 对其疏水性、跨膜区域和拓扑异构结构等生物学特性进行了预测。结果表明:Bx-PGPs 家族成员可能具有跨膜运输功能。 关键词 松材线虫;Bx-pgg 基因家族；基因和蛋白质结构；生物信息学
分类号Q754
Structure and Function of PGP Gene Family Members//L i Yang, Diao Jian, Hao Xin, Ma Ling (Northeast Forestry
University , Harbin 150044 , P. R. China)//Joureal of Northeash Forestry University ,2021,44(3) ： 122-131.
With tha moleculae biological identification of members in the Bursaphelenchus xylophilus resistance gear family Bx-
pgps ,and their gene and protein structure and function , we analyzeC and predicted the resistance mechanism of the family members. Genes homoeoous to members of the ppp geae family of C. elegpps were obtained from B. xylophilus geaome en-
tabase , and named By-ppp 1 to By-ppp 15 , respectively. We predictee and analyzed their properties incluCina hyZrophobic- ity , transmembrane reeions, and topoUbica0y heterobeaeobs structures. Analysis usp U s showed that members of the Bx —
PGP s family have transmembrane transport functions.
Keywords Bursaphelenchus xylophilus ； Bx-ppp gene family ； Gene and protein structure ； BioinformaVon
松树是目前世界上最重要的木材来源物种之 一，它在生态、社会和经济等方面的价值也得到了极 高程度地认可，其作为典型绿化树种［1］，在人类的
生活中扮演着重要的角［2］ o 自然界中松树的主
要威胁之一是来自松材线虫的侵害［44］ o 对松树枯 萎病（Buraphhchua xylophilus ）的防控主要运用下 列几种方法［6-8］：杀虫剂的空中喷洒、药物熏蒸、病
树的人工清除等。结合实践结果分析可知，合成杀 虫剂的使用可能会产生环境污染、人类健康受损以 及非目标生物破坏等恶性影响⑼。目前为止，注射
植物杀线虫剂（主要是阿维菌素类化合物）的防控 方法较为安全［10］，可以使松树免受线虫的感染。
1 /国家重点研究发展计划项目（2217YFD0600101 /。
第一作者简介：李洋，男,992年6月生，东北林业大学林学院， 硕士研究生。E-maii ：523377400@ qq.dm 。
通信作者：马玲，东北林业大学林学院，教授o E-mail ：malineg3 @ 163 。
收稿日期:2020年3月6日。责任编辑：程红。
多种化合物（例如内源性物质、药物或其他异 源生物等）不能通过被动扩散渗透，他们的生物利 用度取决于吸收和外排转运蛋白之间的互相平衡,
这些蛋白能够促进生物中的底物在膜上的运 动［1515］，且它们在维持细胞稳态和释放潜在有毒物
质的生物过程中，起着重要的作用［11_15 ］ o 研究表
明，有一种针对农药的防御机制与上述作用相似，即 由环境污染物积累所引起的毒性保护过程，它们作 用的发生与哺乳动物、昆虫以及植物中的外排转运
蛋白有关［I4_I5］o ABC 载体可以有效地将有害内源 物质以及各种与生长过程无关的外源物质（包括药 物等）从细胞中排出，并且能够在生理学、药理学和
毒理学等领域中发挥重要作用。此外,ABC 载体可 以与药物代谢酶发挥协同作用，从而保护生物体免 受有毒化合物的侵害［I6］o ABC 转运蛋白参与了多
药耐药性的发展，其作用特点是通过降低细胞内的 药物浓度，从而阻止各种恶性疾病的成功治
疗［^^o 涉及多药耐药性作用的主要成员分布 在ABCB 、ABCC 、ABCG 及其他亚家族。不同成员的
表达之间没有相关性，但它们可以在多药耐药的作 用过程中发挥协同作用。本研究中涉及到的蛋白质
属于ABCB 亚家族。
P 糖蛋白（PGP ）赋予生物的抗药耐药属性只在 一部分基因中表现了出来少"2］。ABC 转运蛋白
的诱导剂和激活剂分别具有增强外排转运蛋白表达 水平和活性的能力［23，因而潜在有害化合物进入特 定靶组织的机会有所降低o 目前为止，关于PGP 家
族的基因成员已得到了广泛研究，如MDR5 （编码 PGP 的基因）中的多个单核苷酸多态性作用［2］o 对PGP 家族所展开的研究主要是关于以下方面:
PGP 家族涉及到的不同种类神经退行性疾病，如阿 尔茨海默症、帕金森症和癫痫病［24_22］等。这种ABC 转运蛋白积极参与了生理和病理过程，本课题组主 要关注其外排功能的调节。基于以上研究现状可 知，有关松材线虫PGP 家族的耐药性研究较为有
第3期李洋，等:PGP 基因家族成员的结构和功能
127
限，这导致有关植物寄生线虫抗性和代谢过程的研 究进展缓慢。因此，本研究运用生物信息学手段，分 析了 Bx-PGP 家族中部分成员的蛋白质结构和功
能，旨在为日后线虫农药的开发，以及新型预防技术 的拓展提供理论依据。
1材料与方法
1-1 Bx-pgp 基因家族成员进化关系及理化特性测定
为了了解松材线虫PGP 家族成员信息，从NC-
BI 网站(www.icbi./)下载了相应
凤凰电视台的氨基酸序列。使用mega 5.1软件［77］对氨基酸
进行了多序列比对，并在此基础上构建了系统进化
树。在构建系统进化树时，相关参数设置如下：邻接 法(NJ )采样泊松模型，样本的bootstrap 为1 000次 迭代。
为了进一步验证各蛋白质成员间的进化关系，
使用最大似然法(ML )构建［77］系统进化树。从
Pfam 数据库(http :///fam. if a m. irg/ / ［27］中获得了
B x -PGP 家族中相关基因的DNA 结合结构域序列，随
后进行了多序列比对。用ProtParam(http ：//-
1.2蛋白质序列基序分析
通过 MEME (http ：///)方法对
蛋白质序列的基序进行分析，基序序列的功能通过 Pfam 数据库获得(http :///// )。
表1
Bx-pgp 蛋白质理化性质
基因ID
文中命名
氨基相对分理论等脂肪亲水分子式
原子不稳定稳定性
酸数
子质量
电点
系数
系数
总数
系数
BUX__/l 109.473. i Bx_pgp 1
1 291
142 607.737.550.099C 0431 H 10133 N 1723 01147 S 59
22 10133.97稳定BUX__/1139.I.I Bx_pgp2019
69 421.159.21
104.05
0.042C 3037H 5922N 930O 990S 21
9 770
32.59
稳定BUX__/1141.53.I Bx--ggP
992111 553.95
0.4393.22
-
0.022
C5034 H756 N1333 01450 S.11665H.d
不稳定
BUX__/1143.203.I Bx--gp21319
160 462.040.42109.500.277C 7348 H ng N 1055O 2230 S 39
22 794
31.93稳定BUX__/1149422.1Bx-pgp373151430.73
5.9O
lYC oin
C 365 H 5753 N 953 01069 S 30
11459
35.04
稳定BUX__/1149.I30.I Bx-pgpg
124
H 335.140.2595.59-0.236C 551 H951 N 141 O 105S 3
1 59129.45稳定BUX__/1149.I31.I Bx -pgg 79973 853.11 5.99120.39
0.115C 3554H 5624 N 924O 1037S 3111 1703770
稳定BUX__/1149.I33.I Bx-pgpg 790
5 177.13
5.19
104.290.199
C 3934H6i09N 995O iii0S3112154
35.49
稳定BUX__s /1149.153.1Bx-pgp9
63171 241.450.C5100.07-0.015C 3225H 5595N 851 O 932S 2910 092稳定BUX /1149.159.I
Bx -pppH 077
77 161.857.91
97.99
-o.m
C 3480H 5499 N 925O 1010S 22
10 930
41.05
不稳定
2.2系统发育进化树及蛋白质基序
通过构建NJ 系统发育进化树(图1A)初步揭 示了 Bx-PGP 部分家族成员的进化关系，并以boot
strap 重采样测试作为该结果的可靠性基础。 为了 进一步揭示N)模型的可靠性，使用JTT + G + F 模 型构建了 ML 系统发育进化树(图lB )o 由2种发 育进化树的结果综合比较可知，这2种模型下的分 析结果具有非常好的一致性。
1.3疏水性和跨膜螺旋区域分析
通过 ExPASy Protpcalx 网站(httpy :///eX. ex-
ppy . erg/protscalx/ )对蛋白质的疏水性进行分析。 利用 TMHMM ( http :///ww . cbc. itp. ik/serviac/TM-
HMM/)［30］对蛋白质的跨膜区域进行分析。
1.4拓扑异构模型预测
使用 Prottxv 网站(http ://wlap- /hz. ch//rotter/
stag/)对蛋白质的拓扑异构模型进行预测［320
2结果与分析
2i Bx-pgp 基因家族的鉴定及其理化性质
从基因组中鉴定了 2个Bx-ppg 基因成员，并以
Bx--pg1至BxpglO 的顺序命名了各基因(表1) o 由
表1可知,12个相应蛋白质的长度和相对分子质量参 数有着显著的不同。氨基酸个数为124-1417，平均长
度为794.9 o 相对分子质量为1 338.16-160 462.04，平 均为89 135.88。这些蛋白质的理论等电点为5.39~
9.21，脂肪系数为gSIO-DIO o 可见，这些蛋白质
的热稳定性发生了显著变化。蛋白质亲水性系数为
-O.93O~O.979，除了 Bx--ggO ,Bx--gpP ,Bx--gpP ,Bx - pgplO 以外，其他蛋白质的系数值均为正数，
表明上
述4种蛋白质为亲水蛋白，其他6种蛋白是疏水蛋 白。这些蛋白质都包含C 、H 、N 、O 和S 5个原子。 原子总数为1 891 ~22 794个。蛋白质不稳定系数
为 27.24~47.3O ，其中 Bx-pgp3 和 Bx-pglO 的指数
大于40，表明它们的蛋白质结构不稳定，而其他8 种蛋白质的指数均小于40，表明其结构稳定。
由表2可见，与预期相同,Bx-PGP 家族中的蛋白
质，特别是那些具有相似进化关系的蛋白质，均含有相 同或相似的蛋白质保守结构域。通过运用MEME 方法
对序列的详细分析，得到了 11个保守的蛋白质序列基 序。随后，通过Pfam 和InterProScan 对蛋白质序列基
序进行分析，结果表明，基序1和基序3具有ABC 转运 蛋白结构域，基序5、6、11具有ABC 转运蛋白跨膜螺旋
结构域，其他基序序列没有详细的功能注释。
128东北林业大学学报第49卷
49pBUX_s01147.126.1
-BUX_s01147.130.1
BUX_sO1147.131.1
-EU心01147.133.1
—EU心01141.53.1
—BUX_sO1139.1.1
BUX_s01109.4711
—BUX_s01147.158.1
■BUX_sO1147.159.1
-------------------------------BUXsO1143.263.152
S01147.126.1
_s01147.131.1
—BUX_s01147.133.1
•-BUX_s01147.130.1
------------------------BUXsO1139.1.1
——BUX_s01141.53.1
BUX_s0H09.473.1
-------------BTJX S01147.15&1
W—BUX_sO1147.159.1
38
58]
53
86
BUX S01143.263.1
0.10.2
三氧化铬
A.NJ模型系统发育进化树
B.ML模型系统发育进化树
图5Bx-pgp部分家族成员的系统发育进化树
表2Bx-PGP蛋白质序列基序分析
基序名序列Pfam注释分布
基序5SGGQKQRIAITRALVRKPKVILLDEATSALDSESEYHTKA ABC转运蛋白Bx-PGPI；Bx-PGP2；Bx-PGP3；Bx-PGP4；Bx-PGP4；Bx-PGP7；Bx-PGP7；Bx-PGP9；Bx-PGP12
基序2TVIVITHRLSTITHADRIFVIKKGEVVZZGNHQTLLAKDGLY无Bx-PGPI；Bx-PGP2；Bx-PGP3；Bx-PGP4；Bx-PGP4；Bx-PGP6；Bx-PGP7；Bx-PGP7；Bx-PGP9；Bx-PGP12基序3PGETVALVGPSGAGKSSIISLLERFYEPTKGSIKLDGVDIT ABC转运蛋白Bx-PGPI；Bx-PGP2；Bx-PGP3；Bx-PGP4；Bx-PGP4；Bx-PGP7；Bx-PGP7；Bx-PGP9；Bx-PGP12
基序4ELDHRYYRQQKJVSQEPTLYSGSIKENIFYGCE无Bx-PGPI；Bx-PGP2；Bx-PGP3；Bx-PGP4；Bx-PGP4；Bx-PGP7；Bx-PGP7；Bx-PGP9；Bx-PGP12
基序4GLRGAFFNWAGALVNRRMRKDLFDSUKQEIKFFDKQKTGEILSRLTTDC ABC转运蛋白跨膜螺旋结构域Bx-PGP2；Bx-PGP3；Bx-PGP4；Bx-PGP7；Bx-PGP7
基序6KLYGDYCDKISENVQAAMAKANQAAEECLGTVRTVRAFACENKESKRFD ABC转运蛋白跨膜螺旋结构域Bx-PGP3；Bx-PGP4；Bx-PGP7；Bx-PGP7
基序7AAKLANAHGFITELEEGYETKVGEKGVQM无Bx-PGP1；Bx-PGP2；Bx-PGP3；Bx-PGP4；Bx-PGP7；Bx-PGP7；Bx-PGP9
基序7KVEGNffiFDDVSFAYPTRPHSEVLKSIK无Bx-PGP1；Bx-PGP3；Bx-PGP4；Bx-PGP7；Bx-PGP7
基序9EPITiaCSVIKHVKFLMKYAAKYWQWFSIKFVFLUSAAARSFIFYYTGKV无Bx-PGP3；Bx-PGP4；Bx-PGP7；Bx-PGP7
基序15VFANMMGSVGASRKVFEYMNKQPEIFYDG无Bx-PGP3；Bx-PGP4；Bx-PGP7；Bx-PGP7
基序11ZTVTSII T TNMEMFLRDTAMLKSLIKMFNVSWRLTVVTFVFIPP ABC转运蛋白跨膜螺旋结构域Bx-PGP3；Bx-PGP4；Bx-PGP7；Bx-PGP7
基序5DLVKRQLFGGHAKDDGDVPNAVGGSVTQE无Bx-PGP4；Bx-PGP6；Bx-PGP7；Bx-PGP7
基序5CFAEHPNQLHFVGVWLSLLWNKGPFWALYILNNVIKNGLFNNVNY无Bx-PGP4；Bx-PGP7
基序15HQDKESSDAFYSTLLVMCGLIKVTSVFA无Bx-PGP4；Bx-PGP7；Bx-PGP7
基序5EWCTEDDM无Bx-PGP4；Bx-PGP7；Bx-PGP7
根据Pfam网站对各蛋白质序列的结构分析可知，关注的Bx-PGP家族成员中的蛋白质，除Bx-PGP6外，都具有ABC转运蛋白结构域，这表明他们可能都具有一定程度的转运功能。除基序I、4、6、9、10夕卜，各蛋白序列均具有ABC转运蛋白跨膜螺旋区域。但By-pgph不含有任何已被注释的基序序列（图2）o
基因ID F值
BUX_s0ll09.473.l&38x10-163
BUX_s0ll39.l.l 3.78x10-146
BUX_s0ll4l.53.l0
BUX_s01143.263.1 1.86x10®
BUX_s01147.126.10
BUX_s01147.130.17.45x10-62
BUX_sO1147.131.10
BUX_s01147.133.10
BUX_sO1147.15&1 1.12x10-12。
BUX_sO1147.159.1 1.30xl0-i°6
基序分布基序标占基序序列
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15SGGQKQRIAIARALVRKPKVLJLDEATSALDSESEYIIQKA TVIVIAHRLSTIEHADRIFVIKKGEWZZGNHQTLLAKDGLY PGETVALVGPSGAGKSSIISLLERFYEPTKGSIKLDGVDIR ELDHRYYRQQISJVSQEPTLYSGSIKENILYGCE GLRGAFFNWAGALVNRRMRKDLFDSLIRQEIAFFDKQKTGEILSRLTTDC KLYGDYCDKISENVQAAMAKANQAAEECLGTVRTVRAFACENKESKRFD AAKLANAHGFITELEEGYETKVGEKGVQM KVEGNIEFDDVSFAYPTRPHSEVLKSIN EPITKKSVIAHVKFLMKYAAKYWQWFSIAFVFLLJSAAARSFIPYYTGKV VFANMMGSVGASRKVFEYMNKQPEIPYDG ZTVTSIIETNMEMFLRDTAMLIGSLIVMFNVSWRLTWTFVFIPP DLVKRQLFGGHAKDDGDVPNAVGGSVTQE CFAEHPNQLHFVGVWLSLLWNIJGPFWALYIFNNVIVNGLFNNVNYE HQDKESSDAFYSTLLVMCGLIWTSVFA
EWCTEDDM
■
图2Bx-PGP
蛋白质保守结构域分析
第3期李洋，等:PGP 基因家族成员的结构和功能
129
2.3蛋白质疏水性
蛋白质疏水性分析结果以Bx-PGP1为例对结
果进行说明。Bx-PGP1蛋白中的第694位天冬氨 酸（D ）具有-2.378的低疏水性评分，由此可知它具 有很咼的亲水性。相反，第230位的异亮氨酸（I ）具
表3
Bx-PGP 疏水性
基因ID
文中命名
低分值处位置
低分值处氨基酸
低分值
高分值处位置
高分值处氨基酸
高分值
BUX_s01109.473.1Bx-pgp 1
694Asp (D )
-4.573230
De(I )
3.459BUX_s01139.1.1
Bx-pgp2113
Gln(Q )-2.900143、144Leu( L ) 4.944BUX_s01141.53.1Bx _PgP g 364
Glu(E )
-31359
20.De(D 3.211
BUX_s01143.263.1
Bx-pgpg
1141Gln(Q )-4.5731013De(I )
BUX_s0 1 147.122.1Bx -p5
412、413Lys(K )、Arg(R )-4.544
237
Ala ( A )BUX_s0 1 147.130.1Bx-pgpg 99Lys(K )-1.55944Thr(T )
1•973
BUX_s0 1 1 47.131.1Bx _PgP 547
Asp(D )
-31033
294、295
Val(V ) 3.411BUX_s0 1 147.133.1
Bx-pgpl
154Asp (D )-31100417、415Val(V )、Leu(L )
3•367
谭旭光博客
BUX_s01 147.155.1Bx-pgpg 280His(H )-4.573413
)u(()) 4.056BUX s0 1 1 A.. 159.1
Bx gpg 10
515、519
Lys(K )、Glu(E )
-3.922
10
L((( L )
31559
24跨膜螺旋区域
使用TMHMM 网站预测了 Bx-PGP 基因家族成 员的跨膜螺旋区域。结果以Bx-PGP 1为例（图3）。
通过分析结果可知,Bx-PGP4蛋白具有最多的跨膜 螺旋区域片段，共计16个。相反地,Bx-PGP6蛋白 不含跨膜螺旋区域片段。在其余的8个蛋白质序列 中，跨膜螺旋区域的长度和片段数各不相同。下面
以Bx-PGP 1为例，简要描述该蛋白质序列中跨膜螺 旋区域的分析结果。在Bx-PGP 1蛋白序列中，12
有3.489的较高疏水性得分，表明其更具有疏水性。 表3中列出了该家族中10个氨基酸序列的疏水性
分析结果，由该结果可知，该家族中的蛋白质包含多 个亲水性和疏水性区域，但是他们的分布和聚集现
象并不显著。
个跨膜螺旋区域片段的起止位置分别是64〜86、123〜
145、195 〜213、218 〜233,224 〜320,325 〜338,726 〜
746、774 〜796、654 〜681、675 〜698、958 〜40 和 994 〜
1 012；膜外部分的起止位置分别是67〜122、214〜
216、321 〜324、749 〜773、672 〜674 和 961 〜969；相
反，膜内部分的起止位置分别是1〜63、146〜194 3
244 〜297、348 〜725、797 〜953、999 〜957 和 1013 〜
1291。表4列出了其他9个蛋白质序列跨膜螺旋区
域片段的详细信息。
I
1200
24拓扑异构模型预测
该家族中基因的拓扑预测结果以Bx-PGP 为例 （图4）。由图4可知，该家族中Bx-PGP3具有最多 的N-糖基化位点，共计有5个。相反,Bx-PGP6没
有N-糖基化位点。表5中显示了该家族中其他9 个蛋白质的拓扑异构分析结果。其中，由于分析模
型及算法的差异，跨膜螺旋数量上会出现个别与前 文不同的结果。研究表明,N-糖基化位点的存在对
于蛋白质的折叠和运输非常重要。因此，该预测结
果可以从另一个角度证实笔者的假设，即Bx-PGP 家族成员的耐药性与药物流出密切相关。
・N-糖基化位点
1〜12表示跨膜螺旋的数量。
图4 Bx-pgp
蛋白拓扑异构性
134东北林业大学学报
第49卷
表4
Bx-PGP 基因家族成员的跨膜区域
基因D 文中命名跨膜螺旋区数量 膜外跨膜螺旋区膜内
BUX_yil0247C 14
X.-44,215-416,331 -344,799 - 773,979 -62 - 83,140-143,193 - 413,414 - 430,299 - 342,343 - 349,792 - 799,779-I-30,143- 164,240 - 299,349 - 793,979,99I -gXl 793,954-99I,973-999,959-989,990-1614799-930,999-939,1613-149I BUX-s/im 丄 i
b -p 25
109~139,293~O9
93-169,130-139,473-293,010-334
I-84,135-479,330-316
BUX_s/1 15IC9C b -P p
9414~409,293~34,509~523,53~523,3O -199-41I,430-223,473-293,303-349,303-509,549-459,55I-540,549-1-185,22I-479,342-304,555-550,
92
559,609- 30I
550~609
BUX_s/1 159C39C
Bx-pgpg
10
54-53,104-114,23I-479,339 - 070,579-
19-5I,55-73,83- 160,113 - 130,439-220,473-293,347-303,09I -0-敢.-93,130- 409,293- H,..-594,593-90I,929- 993,1114-1140
390,553-573,590-313,534-554,934-954,993-922,993-1019,1699-555,516- 53I,955- 905,1019- 108,
111I,112I~114O
1145-1414
BUX/1 ■WCZOC
b -p 3
70~53,109~14I,222~450,00~3I
9 - 29,39 - 73,93-169,144-147,223 - 249,43I-473,309-305
1 6,77 - 84,143 - 224,479 - 333
BUX 01 159C941Bx-pgpg
01-144
BUX_s/1
- 1
b -pp 2
5
79-93,199-293,330-709
3I-73,99-116,143-199,229-309,016-330
0- 50,142- ■rneo- m
bux s /1 uzm
Bx-pgpg
5I-9,80-90,20I-416,334-50I,563-763
10-34,39-79,94-116,149-220,222-244,01I-330,504 - 524,509 - 55530-55,114-149,220-010,543-530B
UX s/1 159C501Bx-pgpf 6I~0,9I~99,203~209,010~30I 5-40,59-89,160-144,160-223,209-222,290-014
24~59,140~194,229~294BUX 01 ■WCSll
Bx-pppl 05
0- 5,91- 104,220-676
3-24,69-99,163-149,169-419
43 - 39,149-163
表5
Bx-pgp 蛋白拓扑异构分析结果
基因ID
文中命名
氨基酸数量
N-糖基化位点预测
信号肽跨膜螺旋数量
BUX_/1 109.473.1
B - gpg 11 291
2
无12BUX_/ 1 1 19.1.1Bx-pgp2
6113
无
4
BUX_/ 1 141.53.1Bx 一pgp39925无5BUX_/1 143.203.1Bx-pgpg 1417
7
无16
BUX_/1 147.120.1B - gpg 57313无7
餐饮业会计核算
BUX_/1 147.130.1
B - gpg 61220
无0
栗再温
BUX_/ 1 147.13 1.1B - gpg 7709
3无5
BUX_/1 147.133.1B - gpg 57603
无
5BUX_/1 147.155.1
B - gpg 90315有4
BUX/1 147.159.1
B - gpg 10
676
3
余弦定理说课稿无
5
3结论与讨论
松材线虫的隐蔽性特征使得其与寄主间的关系
极为复杂"190正因为有效控制方法的缺乏，使得 它们给林业领域带来了不可预估的损失。研究可
知，效果显著且成本较低的一种方法是对潜在目标
的发现和利用UI 3。真核生物中的PGP 家族成 员，可以将外源物质从细胞中去除，例如有效降低细 胞中的药物浓度，这在生物体对药物的耐受反应过 程中起着极其重要的作用。随着生物耐药性研究进
展的不断推进,PGP 家族成员在耐药性和新陈代谢 等方面的作用也得到了广泛关注[I0]o 植物寄生性 线虫的抗药代谢反应过程是抵抗药物的主要途径,
因此，对于松材线虫PGP 家族成员功能的研究，将 为新型防治技术手段的开发提供理论依据。
本研究对松材线虫PGP 基因家族成员进行了 多种类型的生物信息学分析。先后运用邻接法
(NJ)和最大似然法(ML)构建了 Bx-PGP 家族成员 的系统进化树，从而比较PGP 家族中各成员的相似
性。通过TMHMM 方式对Bx-PGP 家族各成员的蛋 白序列结构进行预测，结果表明各成员编码的蛋白
质，包含了多个跨膜结构域(TMD)和核苷酸结合域
(NBD )，因此推测该蛋白家族成员具有物质运输的 功能，并具有与其他蛋白及大分子化合物相结合的 属性卩4。由于亲水和疏水蛋白的平衡在蛋白质的 结构和功能中起着重要作用，因而，本研究通过对蛋
白质疏水性分析的探讨，分析了 Bx-PGP 家族成员 的结构特点。蛋白质的转移和定位与其自身结构有
着紧密的联系，拓扑异构分析结果可以更直观地了 解PGP 家族成员，且分析结果更易理解。此外，也 可以通过此方法对N-糖基化位点进行预测。N-糖
基化位点的存在对蛋白质的折叠和运输起着重要作
用，这也可以从另一个角度证实笔者的假设，即Bx-
PGP 家族成员的耐药性与药物流出有着密切联系。 基于对蛋白质疏水性、跨膜螺旋区域和N-糖基化位 点等性质的分析可知，特殊结构的存在可以实现药 物的胞外转运。因此，可以得出这样一个结论,Bx-
PGP 基因家族所表现出的耐药性可能与其促进药
物外排有关，但是其在多药耐药过程中的功能机制 仍需要进一步的试验探索。
截至目前，有关松材线虫PGP 家族成员耐药 性的报道较少。本研究的结果表明，松材线虫
PGP 家族成员可能是控制这种寄生线虫破坏植物 能力的潜在靶标。然而，与松材线虫抗性相关的
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