毛果杨HDAC基因家族序列及其表达分析

【目的】研究毛果杨组蛋白去乙酰化酶(HDAC)基因家族序列及其对脱落酸(ABA)的应答反应,为HDAC家族基因的功能研究奠定基础。【方法】采用生物信息学方法对毛果杨HDAC家族的16种蛋白进行系统分析;采用实时荧光定量PCR方法,分析了100μmol/L ABA叶面喷洒处理后6和24h毛果杨叶片HDAC家族16个基因的表达情况。【结果】HDAC家族蛋白分析显示,毛果杨HDAC可分为3个亚家族,即RPD3/HDA1、HD2和SIR2亚家族,与拟南芥HDAC蛋白的亲缘关系较近。HDAC家族大多数成员为亲水性蛋白质(HDA912属于疏水性蛋白),其等电点呈酸性(除了HDA912和SIR2亚家族)。HDAC家族蛋白受磷酸化调节,磷酸化位点主要发生在丝氨酸残基上。绝大部分HDAC蛋白都有不同数目的跨膜螺旋和不同的跨膜方向,而在HD2蛋白中没有发现跨膜区。二级结构分析显示,RPD3/HDA1和SIR2亚家族成员均含有不同比例的α-螺旋、β-折叠片和无规则卷曲,其中无规则卷曲比例达到50%以上(HDA912除外);而HD2亚家族成员不含有α-螺旋,其二级结构主要以无规则卷曲为主,比例高达80%左右。HDAC家族蛋白主要定位于细胞核内,在细胞质、细胞器及其他膜结构中也有分布,HD2蛋白几乎都定位于细胞核内。RPD3/HDA1和SIR2亚家族成员的三级结构可分为6种类型,预示其生物学功能也可能存在差异。实时荧光定量PCR分析结果表明,ABA处理6h显著提高了毛果杨HDA901、HDA903和HDT901基因的表达,而ABA处理24h则会显著降低HDA907和HDT901基因的表达。【结论】作为植物特有的一类组蛋白去乙酰化酶,毛果杨HD2亚家族蛋白在序列和结构等多个方面与其他2个亚家族不同。ABA能够调节杨树HDAC家族基因的表达,HDAC家族基因不同成员对ABA的应答反应不同。

组蛋白去乙酰化酶抑制剂诱导毛果杨不定芽的再生

在毛果杨组培苗培养基中添加不同浓度的组蛋白去乙酰化酶特异的抑制剂TSA,结果表明,TSA浓度为5μM时能够诱导毛果杨的根直接分化出不定芽,并且通过表观遗传调控的方法解决了组织培养过程中毛果杨不定芽再生周期长、再生率低的难题。