桃SERK2的克隆及其在不同状态愈伤组织中的表达分析

【目的】分离克隆桃(Prunus persica L.)体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶(somatic embryogenesis receptor-like kinases,SERKs)基因SERK2,检测其在不同状态桃愈伤组织中的表达差异,分析SERK2与胚性愈伤组织发生的关系,为揭示组织培养困难树种桃胚性愈伤组织产生的分子机理奠定基础。【方法】采用同源克隆法获得PpSERK2的cDNA全长序列,运用TMPred、DNAMAN和MEGA 5.0等生物信息学软件对序列进行分析;以‘秋蜜红’花药为外植体,接种至添加2.0 mg·L^(-1) 6-BA和1.0 mg·L^(-1) 2,4-D的NN69培养基诱导愈伤组织;将获得的不同状态愈伤组织制作石蜡切片并进行组织细胞学观察;通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对PpSERK2在4种不同状态愈伤组织中的表达进行分析。【结果】克隆获得‘秋蜜红’PpSERK2的cDNA全长序列1 881 bp,编码626个氨基酸,其蛋白质理论分子量为68.99 kD,理论等电点为5.38,具有完整的SERK蛋白的保守结构域,与牡丹(Paeonia suffruticosa)等物种的同源性为67.88%—92.71%,且与秘鲁番茄(Solanum peruvianu)和温州蜜柑(Citrus unshiu)的相似性最高。在与其他物种的SERK蛋白构建的系统进化树中,PpSERK2与SpSERK1、CitSERK1和PsSERK2等聚在一起,与同源性比对结果一致。以‘秋蜜红’花药为外植体诱导获得4种不同状态的愈伤组织,组织细胞学观察发现黄色疏松状(球形胚出现)、绿色紧实状(心形胚出现)和浅黄色透明状(尚未完全形成的鱼雷形胚结构出现)的3种状态的愈伤组织细胞小、排列紧密;而黄白色水渍状愈伤组织细胞体积大、排列不规则,细胞质稀且染色浅。根据形态学和组织学的鉴定结果,可知黄色疏松状、绿色紧实状和浅黄色透明状的3种状态的愈伤组织均为胚性愈伤组织,而黄白色水渍状愈伤组织为非胚性愈伤组织。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果表明,PpSERK2在‘秋蜜红’3种状态的胚性愈伤组织中的表达量显著高于非胚性愈伤组织,且在3种胚性愈伤组织中的表达量有差异,其中在黄色疏松状愈伤组织中表达量最高,绿色紧实状次之,浅黄色透明状中最低。【结论】克隆获得PpSERK2的cDNA全长序列,其在3种状态的胚性愈伤组织中的表达量明显高于非胚性愈伤组织,且在黄色疏松状胚性愈伤组织中的表达量最高,PpSERK2在桃体细胞胚发育的早期发挥作用。