茶树CsAAPs亚家族基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR技术,从龙井43中成功克隆了5个茶树AAPs(Amino acid permeases,氨基酸通透酶)基因。氨基酸序列比对结果表明,5个CsAAPs亚家族蛋白的序列同源性较高,为70.27%。根据氨基酸序列同源性构建系统发育树,结果显示5个CsAAPs分属3组。生物信息学分析表明,CsAAPs均含有9~10个跨膜区域和16~18个AAP保守基序。为了研究该亚家族对氮素的响应情况,选用3个茶树品种的扦插苗为试验材料,氮饥饿两周后,分别供应不同浓度的NH4NO3,然后利用qRT-PCR对CsAAPs在不同组织、氮素水平及茶树品种中的表达情况进行分析。研究发现CsAAPs在营养组织中均有表达,但是存在一定的组织表达差异,其中CsAAP3在茎中表达量最高,CsAAP8的主要表达部位为根和茎。在给氮素饥饿处理的茶苗从新供氮之后,CsAAP3的基因表达在3个氮素利用效率不同的品种间差异较大;在氮高效品种中茶302茎中表达的CsAAP3和CsAAP8,可以快速地对低氮条件做出响应,在低氮处理3 h后,基因表达水平明显增加。此研究预示着CsAAPs亚家族在茶树体内可能通过复杂的氨基酸转运参与氮代谢调控。

水稻氨基酸透性酶基因OsAAP14启动子克隆及时空表达特性分析

【目的】克隆水稻氨基酸透性酶基因OsAAP14的启动子序列并分析其时空表达特性,为解析氨基酸转运基因生物学功能及了解水稻对有机氮源的响应和氨基酸吸收利用提供理论依据。【方法】PCR扩增OsAAP14基因的启动子序列,并与p CAMBIA1391Z空载体质粒连接构建出启动子-GUS表达载体,并通过农杆菌介导侵染水稻中花11愈伤组织,获得OsAAP14基因的启动子-GUS转基因植株,通过对转基因植株不同组织部位进行GUS染色,并采用石蜡切片技术观察各组织细胞部位表达,经5种不同氨基酸处理后进行根部GUS染色,结合实时荧光定量PCR检测OsAAP14基因在GUS染色部位的相对表达量,最后综合分析该基因的时空表达特性。【结果】克隆获得OsAAP14基因启动子序列为1993 bp,与参考序列日本晴OsAAP14(LOC_Os04g56470)序列一致。该启动子序列含有MBS、P-box、ABRE、CGTCA-motif等激素或胁迫响应元件。从OsAAP14基因的启动子-GUS植株T0代中鉴定获得16个阳性转基因株系。T1代材料不同组织部位GUS染色及实时荧光定量PCR结果均显示,OsAAP14基因在水稻芽伸长的基部和叶片相对表达量较高,在根、叶鞘和穗也有一定表达,但在茎中的相对表达量最低。石蜡切片分析结果显示,OsAAP14基因在根部皮层薄壁细胞、叶片的叶肉细胞、穗的颖壳内部细胞有较高的表达。碱性氨基酸的组氨酸处理下根中的OsAAP14基因表达量随着处理时间的增加显著提高(P<0.05,下同),且赤霉素和脱落酸处理下,根中的OsAAP14基因相对表达量也显著提高。【结论】OsAAP14基因在水稻不同组织均有表达,正常情况(未处理)下在水稻基部和叶片中相对表达量较高,但外源氨基酸和激素处理时,在根中该基因被诱导表达上调,说明OsAAP14基因正常情况下可能主要参与调控水稻地上部分氨基酸的运输,但当外界氨基酸和激素含量增加时则参与调控水稻根部氨基酸的运输。