铁皮石斛DobHLH96基因克隆及表达分析

为了探究DobHLH96基因的生物学特性及其在响应逆境胁迫中的功能,利用同源克隆技术从广东丹霞铁皮石斛中克隆得到DobHLH96基因的cDNA全长序列。结果显示,DobHLH96开放阅读框全长为960 bp,编码319个氨基酸残基,理论相对分子量为31.2 ku,等电点为6.51,具有HLH结构域,符合bHLH结构特征。系统进化树结果显示,DobHLH96蛋白序列与鼓槌石斛中的氨基酸序列同源性最高。DobHLH96在铁皮石斛花器官中的相对表达量最高,具体的花组织排序为花蕾>花柱>萼片。分析结果显示,DobHLH96启动子元件具有与非生物胁迫、干旱、脱水、低温胁迫及脱落酸(ABA)响应等相关的顺式作用元件,而低温、干旱和ABA处理均能显著诱导DobHLH96基因的表达,并且在3种处理下该基因的表达模式基本一致,推测铁皮石斛的DobHLH96基因可能在转录水平上参与ABA介导的低温、干旱胁迫响应,可作为候选基因进一步研究其在抵御逆境胁迫中的调控功能。研究结果为深入研究DobHLH96基因的生物学功能提供了理论依据。

铁皮石斛酸性蔗糖转化酶基因家族鉴定及低温下表达分析

为了探究DcAI家族基因的生物学特性及其在逆境响应中的潜在功能,基于已公布的铁皮石斛基因组数据,对铁皮石斛DcAI基因家族进行鉴定和生物信息学分析,并用RNA-Seq(转录组测序)技术分析其在低温胁迫下的表达模式。结果表明,DcAI基因家族共有4个成员,其中液泡蔗糖转化酶编码基因和细胞壁蔗糖转化酶编码基因各2个,在数量上与其他物种间的差异较大,存在基因丢失现象。DcAIs具有相似的内含子/外显子结构,且不均匀地分布在染色体上,其蛋白质结构高度保守,具有酸性蔗糖转化酶特有的氨基酸保守基序。DcAIs启动子含有多种顺式作用元件,涉及光响应、胁迫响应、激素响应、发育调节等多种生理生化过程;DcAIs在铁皮石斛不同组织中的表达丰度不同,具有明显的组织表达特异性;DcAIs在低温胁迫下呈现不同的表达模式,以同工酶形式在不同组织中对低温胁迫采取不同的响应机制,推测DcAIs可能通过调节自身基因的表达以提高细胞内可溶性多糖含量,从而增强铁皮石斛对低温的耐受能力。研究结果可为DcAIs基因的利用及铁皮石斛优良种质的分子遗传改良提供参考借鉴。