闽楠PLR基因家族鉴定及响应激素的表达分析

【目的】解析闽楠Phoebe bournei木脂素合成途径关键酶基因Pinoresinol-lariciresinol reductase (PLR)特征及不同激素处理下的表达模式,探索闽楠PLR基因家族的生物学功能。【方法】利用生物信息学方法鉴定闽楠基因组中的PLR基因家族成员,分析基因结构、保守基序、染色体定位、系统进化、启动子顺式作用元件和激素响应。【结果】从闽楠全基因组内共鉴定出8个闽楠PLR (PbPLR)成员,不均匀地分布于第1、2、5和10号染色体。系统进化分析表明:PbPLR功能可能与底物立体选择性有关。启动子元件分析发现:PbPLRs启动子区域存在脱落酸、水杨酸和茉莉酸甲酯等激素响应元件;基因表达分析表明:PbPLRs基因的表达具有组织特异性和激素响应特征,其中PbPLRs基因在根中表达量最高,其次茎,叶中表达量较低;3种激素处理时,PbPLR2表达诱导最强。【结论】从闽楠基因组中鉴定出的8个PbPLRs基因,其基因特征和不同成员可能具有不同催化酶立体选择性,成员表达模式多样化,可能受多种激素诱导,具有组织特异性。图6表2参25。

铁皮石斛DoPLR基因的克隆、序列分析及表达分析

目的进一步阐明铁皮石斛(Dendrobium officinale)中木脂素生物合成的分子调控机制,克隆铁皮石斛木脂素合成关键酶基因DoPLR,分析其序列特征及表达模式。方法根据NCBI中铁皮石斛PLR基因序列设计特异引物,利用PCR技术克隆铁皮石斛DoPLR基因,利用生物信息学软件分析DoPLR基因及编码蛋白的结构特征。利用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测DoPLR基因在铁皮石斛不同组织部位、不同非生物胁迫、不同激素处理等情况下的表达模式。结果克隆获得铁皮石斛DoPLR基因,该基因的开放阅读框(ORF)长度为933bp,编码310个氨基酸,蛋白相对分子质量和等电点分别为36.4 KDa和6.54;该蛋白含有NAD(P)~+结合结构域,为亲水性蛋白,可能在细胞核中发挥作用,有29个磷酸化位点;该蛋白二级结构含有37.42%的α-螺旋、7.42%的β-折叠、36.77%的无规则卷曲和18.39%的延伸链;聚类分析表明该蛋白与亚麻LuPLR蛋白聚在一个分支上;互作蛋白分析表明丝氨酸苏氨酸蛋白激酶、转录因子bHLH63等蛋白可能与该蛋白发挥作用密切相关;qRT-PCR结果表明,DoPLR基因在不同组织部位、不同激素处理、不同非生物胁迫下的表达模式均存在差异,推测该基因可能参与铁皮石斛对非生物胁迫和激素的响应。结论克隆获得了铁皮石斛DoPLR基因,分析了其序列特征和表达模式,为深入研究DoPLR基因的功能和铁皮石斛木脂素生物合成分子机制奠定基础。