楸子MpRZ 1基因的克隆及响应干旱胁迫表达分析

基于干旱胁迫下楸子(Malus prunifolia)转录组得到的4条RZs转录本,通过电子延伸和RT-PCR方法克隆得到1个新基因MpRZ 1,利用生物信息学方法对该基因编码蛋白的结构及功能特性进行预测,并与苹果(Malus domestica)RZ家族成员进行同源性比较,利用qRT-PCR技术验证干旱胁迫下MpRZ 1基因的表达模式。结果表明,MpRZ 1基因cDNA全长930 bp,开放读码框为843 bp,编码280个氨基酸残基,分子量为30.97 kDa,等电点为9.37,无N端信号肽,无跨膜结构阈,推测该蛋白可能定位于细胞核中,是一种不稳定的碱性亲水蛋白,含有38个潜在的磷酸化修饰位点,13个O-GlcNAc和5个N-Glyc潜在的糖基化修饰位点。该蛋白二级元件主要以无规卷曲和α-螺旋组成,两者占比达87.1%。MpRZ1蛋白N-端含有1个保守的RNA识别基序,由5个反向平行的β-折叠与2个α-螺旋排成β_(1)α_(1)β_(2)β_(3)α_(2)β_(4)β_(5)拓扑结构,C-端的甘氨酸富含区含有1个CCHC型锌指和一系列(GGX)n和(DRX)n重复序列。序列比对和聚类分析显示,MpRZ 1编码蛋白与拟南芥、水稻RZs蛋白有较高的序列相似性和亲缘关系,属于RZ基因家族成员。通过苹果基因组搜索得到9个推测的MdRZs基因,其编码蛋白均为碱性亲水蛋白,其中2个MdRZs编码蛋白(MdP0000088428、MdP0000272138)与MpRZ 1编码蛋白的序列相似性超过96%。楸子和平邑甜茶叶片中RZ基因的表达水平均在干旱胁迫9 d时达到峰值且与对照差异显著(P<0.05),表明MpRZ 1基因参与干旱胁迫的应答过程。