大豆NAC转录因子生物信息学分析及GmNAC-1克隆和亚细胞定位

为研究抗大豆胞囊线虫NAC基因,对大豆东农L10(抗SCN3)和黑农37(感SCN3)进行SCN3逆境胁迫处理,通过RNA-seq筛选差异表达GmNAC基因,采用生物信息学方法分析大豆NAC蛋白理化性质、磷酸化、亲水性和蛋白结构,并进行亚细胞定位、基因共线性分析和启动子区元件分析。克隆GmNAC-1,构建过表达GmNAC-1的pCAMBIA3300质粒,通过农杆菌注射法转化至烟草中,进行亚细胞定位。对SCN3胁迫后抗、感大豆的根、茎、叶进行荧光定量PCR。结果表明:NAC家族蛋白总体呈现电中性;二、三级结构无规则卷曲比例最高;亚细胞定位表明NAC家族蛋白存在于细胞核;蛋白总体呈现亲水性,不存在染色体偏好性;丝氨酸对维持蛋白功能发挥主要作用;蛋白总体上为可溶性蛋白;存在多个响应逆境胁迫应答元件LTR、MRE、TGACG-motif等;共线性分析表明不同物种中的NAC基因存在一定同源性。荧光定量PCR结果表明抗、感大豆在受到SCN3胁迫后,GmNAC-1基因均存在上调表达,但抗病比感病大豆根系GmNAC-1基因上调表达更明显。亚细胞定位结果表明GmNAC-1定位于细胞核中,与生物信息学预测结果一致。本研究通过RNA-seq筛选差异表达基因GmNAC-1,该基因参与SCN逆境胁迫,结果为进一步研究抗大豆抗胞囊线虫基因奠定基础。