番茄顺式还原酮加双氧酶基因家族分析及功能鉴定

顺式还原酮加双氧酶(acireductone dioxygenase, ARD)是Cupins蛋白家族的一员,在原核生物和真核生物中广泛存在,主要参与甲硫氨酸代谢途径的催化;另外,植物中甲硫氨酸代谢途径与乙烯和多胺等的合成密切相关,且乙烯和多胺参与了植物生长发育和逆境胁迫响应等多种生物学过程。植物中关于ARD的研究报道有限,尤其是园艺作物。番茄在人们的日常饮食结构中占有重要比例,也是植物研究领域常用的模式植物之一。本研究以番茄(Solanum lycopersicum)为研究对象,鉴定番茄基因组中包含的SlARD成员,并利用生物信息学分析手段、定量PCR技术和亚细胞定位等实验,对番茄SlARD基因家族进行分析及功能鉴定。结果表明,番茄基因组中共包含2个SlARD成员,分别命名为SlARD1和SlARD2,二者均定位于番茄第9号染色体,与拟南芥(Arabidopsis thalina)AtARD家族成员存在一定的系统发育和进化关系;SlARD1/2均只包含1个ARD结构域;番茄SlARD1/2在根、茎、叶中均有表达,能够响应水涝胁迫,定位于细胞质和细胞核。本研究还对结合SlARD1和SlARD2启动子的转录因子和SlARD1/2的互作蛋白网络进行了预测。上述实验结果能够为番茄SlARD的功能和分子机理研究提供理论参考和实验依据。

白花丹参顺式还原酮加双氧酶基因的克隆、分子特征和表达调控分析

目的:获得白花丹参参与乙烯和多胺合成的顺式还原酮加双氧酶(acireductone dioxygenase,ARD)基因(命名为SmARD)序列,并进行生物信息学分析和初步的表达特性研究。方法:利用全长cDNA文库技术,从两年生白花丹参根中获得目的基因SmARD序列。利用BLAST进行序列比对,ORF Finder寻找该基因的开放读码框,prosite分析蛋白质的基本结构域。用半定量RT-PCR检测其在白花丹参幼苗根、茎、叶和成花中的表达情况。结果:得到688 bp的SmARD基因全长序列。具有一个591 bp的开放读码框,编码196个氨基酸,预测蛋白质相对分子质量23.27 kDa。使用预测的SmARD蛋白序列在NCBI中进行蛋白保守域分析,发现SmARD与ARD/ARD′家族具有很高的同源性。半定量RT-PCR表明,SmARD在白花丹参幼苗根、茎、叶和成花等组织中均有转录水平的表达,但是在根部表达最强。水分亏缺处理3 d,150 mmol.L-1NaCl处理1 d,4℃低温处理1 d和100μmol.L-1ABA处理1 d均抑制SmARD的表达,100μmol.L-1茉莉酸甲脂(MJ)和10μmol.L-1乙烯利(ETH)处理1 d诱导SmARD的表达。结论:首次得到白花丹参的顺式还原酮加双氧酶(ARD)基因序列,为其参与白花丹参响应逆境和次生代谢产物合成的信号调节功能研究奠定了基础。