梭梭SCARECROW-like 30基因的克隆、表达及功能分析

SCARECROW-like(SCL)是GRAS转录因子中的重要成员,主要参与植物生长发育、逆境胁迫响应以及赤霉素(GA)信号转导调控等。本研究基于梭梭转录组数据克隆获得1条在干旱胁迫下显著上调表达的SCL基因,并命名为HaSCL30。HaSCL30全长编码序列(CDS)为2109 bp,编码702个氨基酸,预测蛋白分子量为78.37 kDa,理论等电点为5.57,为不稳定亲水性蛋白,具有GRAS超家族保守结构域。多序列比对及系统进化表明梭梭HaSCL30蛋白与同为C4植物的玉米ZmSCL30及同科植物甜菜BvSCL30同源性较高、亲缘关系较近。STRING蛋白互作分析预测出SCL30蛋白与转录因子WRKY33和ERF104具有共表达特征。HaSCL30基因在梭梭不同组织(子叶、同化枝及根)均有表达,在子叶中相对表达量最高。在干旱和盐胁迫下HaSCL30出现不同程度上调表达。亚细胞定位结果表明HaSCL30定位于细胞核和细胞膜。酵母异源表达结果显示,过表达HaSCL30能提高酵母耐盐和耐旱性。基于以上结果,HaSCL30可能参与荒漠植物梭梭的高盐、干旱胁迫响应,对其荒漠环境生存能力的提高存在正向调控作用。研究结果为进一步揭示HaSCL30在梭梭抗旱耐盐中的功能及作用机制提供依据。

油用向日葵铵转运基因HaAMT1.1的克隆及功能分析

AMT1.1是铵转运家族的基因之一,在植物吸收转运NH_(4)^(+)中起到重要作用。为了明确氮素在植物体的转运吸收机制,本研究以油用向日葵‘早矮大头’为研究材料,成功从中克隆向日葵AMT1.1的同源基因HaAMT1.1。生物信息学分析表明该基因CDS区长1497 bp,编码491个氨基酸;正电荷残基28个,占氨基酸总数的5.7%,负电荷残基30个,占氨基酸总数的6.1%;其分子式为C_(2417)H_(3625)N_(597)O_(668)S_(22),预测分子量为52439.29 Da,理论等电点为6.58;HaAMT1.1为疏水性蛋白,无跨膜结构域,具有Ammonium Transp超家族保守结构域,与黄花蒿AMT1.1亲缘关系最近。亚细胞定位结果表明HaAMT1.1位于细胞质膜和细胞核上。实时荧光定量PCR分析表明,不同组织中Ha AMT1.1基因在根系中表达量最高;不同NH_(4)^(+)浓度处理下,该基因在经低浓度NH_(4)^(+)处理的表达量显著高于经高浓度NH_(4)^(+)处理的组织。本研究结果为进一步分析HaAMT1.1基因的生物学功能提供参考。