木薯MePYL12基因克隆及采后生理性变质过程的表达分析

【目的】脱落酸受体PYL家族基因为ABA信号通路的重要成员。研究PYL基因在木薯块根的采后生理性变质(post-harvest physiological deterioration,PPD)和非生物胁迫中的功能,能够为进一步研究ABA信号在木薯抗逆和PPD过程中的功能奠定基础。【方法】本研究从木薯品种SC124中通过RT-PCR技术克隆得到了MePYL12基因,对它的蛋白质进行相关生信分析,如遗传进化关系、结构域、蛋白质结构预测、理化性质及基因的启动子元件分析,同时对MePYL12基因在相关处理和木薯PPD过程中的表达量进行分析。【结果】(1)克隆得到的MePYL12长度为567 bp,氨基酸数量为188,理论等电点为5.55,三级结构预测显示含有典型PYL螺旋手柄结构,与蓖麻和橡胶树中PYL蛋白序列的相似性较高,达到了86.77%和94.68%。MePYL12基因的蛋白序列含有PYL蛋白家族的保守结构域,特别是ABA结合的区域“Latch”和“Gate”序列100%一致,这些结果表明MePYL12基因编码的蛋白质属于PYL家族成员并且高度保守。(2)10个木薯组织中的MePYL12基因表达分析显示,该基因在分生组织和叶片中的表达水平最高。(3)MePYL12基因主要的启动子元件为光应答元件(Light-responsive motifs)、干旱诱导元件(Drought-induced motif)、ABA应答元件(ABA responsive motif)等元件。(4)MePYL12基因的表达水平显著受到干旱胁迫和ABA处理诱导。在木薯块根的PPD过程也被显著诱导,在6 h达到最高,随后慢慢下降。【结论】MePYL12基因具有提高植物应对非生物胁迫能力的潜能,同时可能参与了木薯块根的PPD过程,也为后续研究相关功能奠定了基础。

木薯MeHSF18基因克隆及表达分析

【目的】热激转录因子(Heat Shock Transcription Factor,HSF)在植物非生物胁迫响应过程中起重要调控作用。【方法】本研究利用PCR技术从木薯中克隆得到一个HSF家族基因,命名为MeHSF18,对其理化性质、蛋白结构域和进化关系、基因表达水平进行了分析。【结果】该基因的开放阅读框全长为867 bp,编码289个氨基酸,其蛋白质分子量为31.67 kDa,等电点为5.90。对其进行序列比对分析表明MeHSF18基因的氨基酸序列与橡胶树和麻疯树中的氨基酸序列同源性最高。木薯11个组织的表达数据表明MeHSF18基因在根相关组织中都有高表达。另外,MeHSF18基因的表达能被干旱和ABA处理显著诱导。在木薯块根的采后生理性变质过程中MeHSF18基因的表达也被显著诱导。【结论】MeHSF18基因可能在转录水平参与ABA介导的木薯干旱胁迫响应和木薯块根的采后生理性变质,可作为候选基因进一步研究其在木薯抗逆和采后储存中的功能。