木薯2C型蛋白磷酸酶基因MePP2C55的克隆及表达分析

Cloning and expression analysis of MePP2C55 in Manihot esculenta Crantz

2C型蛋白磷酸酶(protein phosphatase 2C,PP2C)基因是ABA信号途径中主要组成部分,为分析其在木薯非生物胁迫和块根采后生理性变质(post-harvest physiological deterioration, PPD)中的作用,采用RT-PCR技术从木薯叶片(SC124)中克隆得到MePP2C55基因。对MePP2C55基因的理化性质、保守结构域、遗传进化关系、蛋白质结构预测及基因的启动子元件进行了预测和分析,并对MePP2C55基因在不同处理和PPD过程中的表达进行了分析。结果显示:(1)MePP2C55基因全长1 100 bp,编码369个氨基酸残基,蛋白相对分子量40.7 ku,理论等电点为7.57,含有PP2C的家族结构域。蛋白质序列分析显示,MePP2C55与橡胶树和麻风树的PP2C最相似,分别为88.80%和80.60%。MePP2C55和其他PP2C一样,在C-端保守。这些结果均表明,MePP2C55基因属于PP2C家族。(2)MePP2C55基因在不同木薯组织中的表达均较高,在侧芽和叶柄中最高。(3)MePP2C55基因属于ABA核心通路,所以启动子序列分析显示含有10个ABRE (abscisic acid responsiveness)元件。MePP2C55基因能被PEG和ABA处理显著诱导,且在PPD过程中也能被显著诱导。从上述结果可推测,MePP2C55基因具有提高植物应对非生物胁迫的潜力,同时也参与了PPD过程,为下一步研究该基因在木薯采后和抗逆中的功能提供了线索。