干旱胁迫下沙棘脯氨酸含量及HrP5CS基因表达分析

筛选中国沙棘全长转录组数据中差异表达的HrP5CS基因,对其进行生物信息学分析和不同胁迫下各部位表达模式的研究,同时测量叶中脯氨酸的含量。结果表明:HrP5CS基因全长为2127 bp,编码708个氨基酸,不含信号肽,无跨膜结构的稳定疏水蛋白。与30个同源序列比对表明,氨基酸长度、理论等电点和分子质量相近;聚类分析表明,P5CS蛋白存在明显科属特性,在同科不同属内亲缘性较近;多重序列比较中,中国沙棘HrP5CS与酸枣(Ziziphus jujuba var.spinosa)亲缘性最近且序列一致性最高。荧光定量结果表明,HrP5CS基因在中国沙棘各部位特异性表达,在根和叶中总体呈上升状态,复水后下降至正常水平,在茎中第2天达到最高值后持续下降至最低值,复水后回到正常水平。脯氨酸含量随着干旱胁迫时间的持续呈阶梯式上升趋势,SPSS皮尔森相关系数分析表明,根和茎中的HrP5CS基因表达量与叶中脯氨酸含量呈正相关关系,而在叶中则呈负相关关系。以上结果说明HrP5CS基因表达和脯氨酸的积累对中国沙棘抗旱具有重要意义。