香蕉ELF3的克隆与表达分析

【目的】早花基因3(EARLY FLOWERING3,ELF3)是生物钟系统核心振荡器的重要组成成员,在植物生物钟和开花调控及逆境胁迫等过程扮演重要角色。目前尚无香蕉ELF3的相关报道,为揭示ELF3在香蕉抵御逆境胁迫中的功能对其进行了鉴定、克隆和表达分析。【方法】克隆了从香蕉基因组鉴定获得的4个MaELF3成员(MaELF3-1-MaELF3-4),利用生物信息学手段分析了它们的序列特征,基于转录组数据和实时荧光定量PCR研究了它们在高低温胁迫、香蕉枯萎病菌FocTR4侵染及茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)处理后的表达模式。【结果】4个MaELF3的CDS长度介于2 058-2 301 bp,可编码685-766 aa。除MaELF3-4含3个外显子外,其余MaELF3s均含4个外显子。4个MaELF3s均为定位于细胞核的不稳定碱性蛋白;与温带植物ELF3s不同,MaELF3s和多种热带植物的ELF3均无朊病毒样结构域(PrD)。系统进化结果显示,MaELF3-2和MaELF3-4与拟南芥ELF3(At2g25930)亲缘关系最近;MaELF3-1和MaELF3-3分别与粗柄象腿蕉(Ensete ventricosum)和野蕉(Musa balbisiana)ELF3亲缘关系最近。MaELF3s启动子上存在一些光、激素(MeJA、ABA等)和逆境胁迫(干旱、低温等)响应相关元件。基因表达分析结果显示,所有4个MaELF3s在香蕉叶片中的表达均受ABA和JA影响,且它们在香蕉根系中的表达受FocTR4显著抑制;除MaELF3-4外其他成员的表达均受高低温显著抑制。【结论】MaELF3s参与了香蕉对不同逆境胁迫的响应。