黄瓜中三个转录因子CsZFP基因的克隆及表达分析

植物转录因子是植物发育和激素信号转导的重要组成部分,其研究可以为植物育种提供重要参考。转录因子(Transcription factor,TF)是一组转录调控蛋白,通过顺式调控元件结合靶标基因启动子中的特定序列后,可以激活RNA聚合酶活性,从而完成目的基因的表达调控并影响生物基因型。锌指蛋白(Zinc finger protein,ZFP)是植物中相对较大的TF家族之一,约占植物转录因子总数的15%,植物锌指蛋白可以分为多种类型,包括Cys2His2型、Cys2HisCys型和His2型等,它们的区别在于锌指结构中氨基酸残基的排列顺序和数量不同。笔者实验室前期研究表明,在烟粉虱取食和瓜类褪绿黄化病毒侵染过程中,植物中ZFP的表达水平差异显著。本研究以黄瓜博杰107为材料,采用同源克隆技术克隆ZFP基因,对其进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)检测ZFP基因在黄瓜不同种不同发育时期的表达特异性,克隆获得的ZFP1、ZFP2和ZFP3基因编码区(CDS)长度为1 248 bp、789 bp和723 bp,分别编码415个、262个和240个氨基酸,均定位于细胞核,且二级结构中无规则卷曲都是主要结构,表明其结构相对不稳定。从表达分析的结果可以看出,ZFP三个基因在黄瓜的不同部位中都有表达,但表达含量会随植物生长发生变化。幼苗期,在根、茎和叶中都是ZFP3表达量最高,其次是ZFP2,而ZFP1的表达量最低;ZFP1和ZFP2在叶中表达量最高,在根中表达量最低,ZFP3在茎中的表达量最高,在根中表达量最低。成熟期,在根、茎、叶和花中都是ZFP3表达量最高,其次是ZFP2,而ZFP1的表达量最低;ZFP2和ZFP3在叶、根和花中表达量最高,在果中表达量最低,ZFP1在各部位表达量都低,其中在茎中表达量最低。下一步研究拟将克隆获得的ZFP基因连接至携带其启动子的pCAMBIA1301-ZFP载体上构建植物过表达载体,通过ZFP基因在黄瓜中的过表达,分析ZFP转录因子对黄瓜抗性的影响。这些结果为日后深入研究黄瓜的基因改良提供了依据。