铁皮石斛DcbHLH14基因克隆及表达分析

【目的】克隆铁皮石斛转录因子DcbHLH14基因并分析其在非生物胁迫响应中的表达情况,为研究DcbHLH14基因的功能提供理论参考。【方法】通过同源克隆从铁皮石斛叶组织中得到DcbHLH14基因,对其编码的蛋白序列特征和组织表达特性进行分析,并采用qRT-PCR对DcbHLH14基因在低温、干旱和ABA处理过程中的表达量进行分析。【结果】DcbHLH14基因开放阅读框(Open reading frame,ORF)为1269 bp,与参考序列存在7个碱基差异,仅含有1个外显子且无内含子,编码422个氨基酸。DcbHLH14蛋白的分子式为C_(2011)H_(3192)N_(586)O_(613)S_(13),理论分子量为45.8 kD,理论等电点(pI)为5.98,含有bHLH家族保守结构域bHLH-MYC-N和HLH,属于bHLH家族,与鼓槌石斛(Dendrobium chrysotoxum)和春兰(Cymbidium goeringii)bHLH蛋白的氨基酸序列同源性较高,分别为97.16%和86.90%。转录组分析结果显示,DcbHLH14基因在云南产地野生铁皮石斛花蕾中的表达量最高,在叶中的表达量最低。进一步qRT-PCR分析结果表明,该基因在广东丹霞铁皮石斛叶中的表达量最高,而在茎中的表达量最低。DcbHLH14基因启动子富含多种与水分胁迫、低温、脱水以及ABA响应等相关的顺式作用元件。DcbHLH14基因明显受到低温、干旱和ABA诱导,低温和ABA处理6 h后DcbHLH14表达量被显著提高并达到峰值,分别是处理前的12.6倍和3.7倍;干旱处理9 h后,DcbHLH14表达量最高,是处理前的6.5倍,达到极显著差异水平。【结论】DcbHLH14基因可能在转录水平上通过依赖于ABA信号通路途径响应低温和干旱胁迫,从而调控下游功能基因表达,提高铁皮石斛抗逆性。