本氏烟草NbRS基因克隆及响应镉胁迫中的功能初步分析

为了研究精氨酰-tRNA合成酶(arginyl-tRNA synthetase,RS)在植物响应镉胁迫中的作用,本研究扩增本氏烟草NbRS基因,进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR和BSP技术对镉胁迫下基因的表达和甲基化状态进行分析;利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术下调该基因表达,分析该基因下调对植物发育、对镉的耐受能力的影响。结果表明,NbRS基因大小为1947 bp,编码649个氨基酸,与茄科植物精氨酰-tRNA合成酶亲缘关系最近;不同浓度Cd^(2+)处理会影响该基因表达,且Cd^(2+)处理下基因甲基化状态发生变化;NbRS基因下调导致植物发育异常,且植物对Cd^(2+)胁迫的敏感性增加。研究表明,NbRS基因在植物耐受Cd^(2+)胁迫中起重要作用,可以作为潜在的培育耐受或低积累Cd^(2+)工程植物的靶基因做进一步研究。

小麦选择性自噬关键基因NBR1的原核表达

自噬参与了动植物的生长、发育、衰老和逆境胁迫响应等过程。NBR1是选择性自噬的底物受体之一,其识别泛素化的特定蛋白底物并通过与自噬膜上的ATG8互作引导底物进入自噬降解过程。在前期克隆了两个小麦NBR1基因的基础上,本研究通过常规的分子克隆技术构建了两个基因的原核表达载体并将其转化到大肠杆菌中,利用SDS-PAGE方法鉴定了两个NBR1基因在大肠杆菌中的表达情况。结果表明,导入大肠杆菌的两个小麦NBR1均能够被IPTG诱导表达;表达重组蛋白两端含有His(6)标签,其表观分子量与理论分子量基本一致;重组蛋白在诱导后2 h即表现较高的表达量,并在诱导后4 h达到最高的表达量。研究结果为后续小麦NBR1蛋白的纯化、抗体的制备以及该蛋白的互作性质、表达特征等功能研究工作奠定了基础。