甜菜HIPPs基因家族鉴定与镉胁迫下的表达分析

镉离子平衡和解毒调控是探索甜菜镉胁迫耐受机制的核心,也是利用甜菜进行重金属生物修复的基础。重金属相关的异戊二烯植物蛋白(HIPPs)是一类多功能金属伴侣蛋白,在镉离子吸收、转运及区隔化中发挥关键作用。前期甜菜响应镉胁迫的转录组表达谱研究中,发现BvHIPPs存在差异表达。基于此,本研究通过生物信息学方法全基因组鉴定了BvHIPPs基因家族成员,并对其理化性质、进化关系、基因结构、顺式作用元件、染色体定位及在镉胁迫下的转录表达特性进行了深入的分析。结果表明,甜菜基因组中共有23个BvHIPPs家族成员,均含有HMA结构域和异戊二烯化基序,其中16个BvHIPPs被定位于细胞核。顺式作用元件分析发现BvHIPPs可参与多种生物与非生物胁迫响应。转录组数据表明23个BvHIPPs均不同程度的参与到甜菜对镉胁迫的应答过程,并且进一步的qRT-PCR分析验证了BvHIPPs应答镉胁迫的调控特点。结果表明,BvHIPPs可能在甜菜适应镉胁迫的过程中发挥着重要作用,研究结果为甜菜在重金属污染生物修复的分子机制研究奠定基础。

水稻OsMPK15的cDNA克隆和转录水平分析

MAPK基因参与水稻的生物与非生物胁迫应答及生长发育过程,通过克隆水稻OsMPK15并初步研究其表达特性,为后续功能研究奠定基础。采用RT-PCR技术从日本晴水稻的根组织中克隆OsMPK15的cDNA编码区,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析OsMPK15在不同组织中以及不同非生物胁迫下的表达特性。结果表明,从日本晴水稻根组织中克隆的OsMPK15的cDNA编码区序列与生物信息学预测的结果一致,OsMPK15的第13-304位为丝氨酸/苏氨酸激酶结构域,属于水稻MAPK家族E组。qRT-PCR结果表明,该基因在水稻幼穗期各组织表达存在差异,主要在叶和叶鞘中表达。干旱和盐胁迫均可诱导OsMPK15在水稻幼苗根中表达量的上调,但表达模式具有不同的规律。同时,OsMPK15对3种胁迫相关激素ABA、JA和SA处理均产生应答,其中以ABA诱导OsMPK15表达上调幅度最大。