耐盐小偃麦乙烯受体基因TtETR1克隆及表达特性分析

【目的】克隆耐盐小偃麦的乙烯受体基因TtETR1,并进行表达特性分析,为TtETR1基因的功能分析和小麦耐盐遗传育种提供理论参考。【方法】以耐盐八倍体小偃麦为材料,根据小偃麦转录组数据筛选盐胁迫响应关键基因TtETR1,利用同源克隆技术获得其cDNA序列,利用生物信息学软件进行分析,并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其在盐胁迫下的表达特性。【结果】TtETR1基因的开放阅读框(ORF)长度为2310 bp,编码769个氨基酸残基,其上游2000 bp启动子包含茉莉酸甲酯与脱落酸信号响应、干旱和厌氧诱导、分生组织表达等作用元件。TtETR1蛋白分子质量为85.76 kD,理论等电点(pI)为6.22,为含跨膜结构的分泌型蛋白,定位于细胞质膜上,二级结构主要由α-螺旋和无规卷曲构成,含有REC_ETR-like、HATPase_ETR2_ERS2-EIN4-like、cGMP磷酸二酯酶-腺苷酸环化酶-FhlA(GAF)、组氨酸激酶(HisKA)等结构域,具有丝氨酸为主、苏氨酸为辅的乙烯信号转导进行磷酸化修饰与调控的位点。盐胁迫下TtETR1基因在根中的相对表达量最高,分别是茎和叶的1.6和2.8倍,且显著高于未盐胁迫处理(对照)(P<0.05),但恢复处理后,TtETR1基因的相对表达量迅速下降至对照水平,与转录组数据分析结果一致。【结论】TtETR1基因在根系中受盐胁迫诱导高效表达,从而提高植物的耐盐性。

木薯ETR1基因克隆及表达分析

【目的】克隆木薯乙烯受体基因(MeETR1)并检测其在木薯采后生理性变质(PPD)过程中的表达情况,为研究ETR基因家族在木薯PPD过程中的功能作用提供参考依据。【方法】以木薯品种华南8号为材料,应用PCR扩增MeETR1基因编码区(CDS)序列,采用生物信息学分析方法对其编码蛋白的理化性质、亲/疏水性、保守结构域及二、三级结构等进行预测分析,通过亚细胞定位确定MeETR1蛋白在植物细胞中的表达分布,并利用实时荧光定量PCR检测MeETR1基因在木薯采后PPD过程的表达情况。【结果】克隆获得MeETR1基因CDS序列全长2220 bp,共编码739个氨基酸,蛋白分子量为82.88 kD,理论等电点(p I)为6.76;MeETR1基因编码蛋白属于疏水蛋白,含有ETR1家族4个典型模块,即GAF结构域、HisKA结构域、HATPasec结构域和REC结构域;其二级结构中α-螺旋占47.43%、延伸链占14.46%、无规则卷曲占38.11%。MeETR1氨基酸序列(XP021625986.1)与同属大戟科的蓖麻(Ricinus communis)ETR1氨基酸序列(XP002533252.1)相似性为92.42%,亲缘关系较近;MeETR1蛋白定位在细胞质中。与0 h(PPD前)相比,MeETR1基因的相对表达量在木薯采后PPD过程中(12、24、48和96 h)均呈显著下降趋势(P<0.05),即MeETR1基因表达受木薯采后PPD过程的抑制。【结论】MeETR1基因编码蛋白含有GAF、HisKA、HATPasec和REC等4个典型的结构域,与其他植物ETR1在生物学功能上具有一致性;MeETR1基因表达在木薯采后PPD过程中受抑制,可能在此过程中发挥负调控作用。