杨树PeAFB基因克隆及表达模式初步分析

【目的】TIR1/AFB F-box作为生长素受体参与从生长素结合到Aux/IAA蛋白降解这一信号转导过程。通过克隆杨树AFB基因家族成员,并检测其在病原菌、激素和干旱胁迫下的表达模式,以期了解AFB基因在杨树生长发育及激素信号转导中的作用机制。【方法】以美洲黑杨杂种NL-895杨为材料,通过PCR与RACE技术,克隆NL-895杨AFB基因家族成员全长c DNA,进而利用在线分析软件和数据库对各成员编码蛋白质的理化参数、保守结构域、蛋白质三级结构进行分析和预测;根据氨基酸序列多重比对结果进行系统进化分析;采用实时定量PCR技术研究4个NL-895杨AFB基因家族成员在病原菌、激素和干旱胁迫下的表达模式。【结果】获得了4个NL-895杨AFB基因家族成员,分别命名为Pe AFB2-1,Pe AFB2-2,Pe AFB3和Pe AFB5,其全长c DNA分别为2 461,3 115,2 441,2 818 bp,对应的ORF分别为1 546,1 716,1 716,1 914 bp。4个Pe AFB蛋白亮氨酸含量均在10%以上,特别是Pe AFB2-1,高达13.4%,符合AFB蛋白质富含亮氨酸特征。氨基酸序列分析结果表明,Pe AFB家族成员均具有F-box蛋白特征,其N-端为典型的F-box结构域(IPR001810),还含有5个富含亮氨酸重复序列(LRR-rich repeat,IPR006553)。4个杨树AFB和其他模式植物TIR1/AFB F-box蛋白所构建系统发育树将47个AFB蛋白家族成员聚为4大类,4个杨树Pe AFB蛋白属于第Ⅰ类,并且与拟南芥的At AFB蛋白家族成员具有高度相似性。4个Pe AFB基因在茉莉酸甲酯(500μmol·L-1)、丁香假单胞菌DC3000和PEG(20%,m/V)等胁迫条件下,表达量均有不同程度的下调。【结论】本研究克隆了4个杨树Pe AFB家族成员,并揭示了其系统进化关系,基因表达分析表明4个Pe AFB基因在生物和非生物胁迫条件下,其表达量均有不同程度的下调,表明其可能参与了杨树对胁迫应答的负调控。