费尔干猪毛菜病程相关蛋白基因SfPR-1的表达规律和植物表达载体构建

采用RT-PCR技术探究盐生植物费尔干猪毛菜病程相关蛋白基因SfPR-1(GenBank登录号:JQ670917)在不同发育时期、组织部位、植物激素、非生物胁迫及生物胁迫处理下的表达规律,以揭示该基因在费尔干猪毛菜生长发育和逆境胁迫下的作用。结果表明,不同组织(根、茎、叶)中,SfPR-1在根中表达量最高,预示该基因可能在根防御中发挥主要作用;SfPR-1在不同发育阶段(种子、种子萌发20 d幼苗、种子萌发30 d幼苗、种子萌发40 d幼苗)的表达特性显示,种子萌发30 d幼苗时,其表达差异最显著,表明其可能在植株后期生长发育中具有重要作用;SfPR-1对不同植物激素(水杨酸SA、茉莉酸JA、脱落酸ABA、乙烯合成前体ACC)均产生了响应,表明该基因在几条主要的抗病防御通路中均发挥作用。非生物胁迫(H2O2、盐、旱、冷)都能够诱导SfPR-1基因的表达,其中对盐响应程度最高。以植源性意大利青霉(Penicillium italicum)进行生物胁迫时,SfPR-1表达呈持续上升趋势。以上结果表明费尔干猪毛菜病程相关蛋白基因SfPR-1是生物与非生物逆境胁迫下均响应的基因,推测其在植物抵御逆境胁迫中发挥重要作用。

费尔干猪毛菜病程相关蛋白基因(SfPR-1)的克隆及在盐胁迫下的表达分析

利用抑制消减杂交法从藜科猪毛菜属盐生植物费尔干猪毛菜(Salsola ferganica)中分离得到了一个盐胁迫响应的cDNA片段,结合SMARTTMRACE技术获得了费尔干猪毛菜病程相关蛋白基因的cDNA,命名该基因为SfPR-1(GenBank登录号:JQ670917)。序列分析表明,SfPR-1长817 bp,含有501 bp的阅读框、65 bp的5'-UTR和251 bp的3'-UTR,编码166个氨基酸,分子质量为18.01 kD,理论等电点为9.37。通过BLAST同源序列比对分析,结果显示该基因编码的蛋白与已知甜菜、拟南芥、烟草及玉米的病程相关蛋白PR-1同源性分别为73.6%、57.8%、55.5%和53.9%,且具有PR-1家族特有的6个半胱氨酸保守结构域。半定量RT-PCR和实时荧光定量RT-qPCR分析表明,该基因在盐胁迫后表达呈明显上调,初步推测病程相关蛋白基因SfPR-1可能与费尔干猪毛菜的耐盐性相关。