5个大豆AT-hook基因GmAHLs的克隆与定位分析

从大豆[Glycine max(Linn.)Merr.]中克隆出5个AT-hook基因,分别命名为GmAHL1、GmAHL2、GmAHL3、GmAHL4和GmAHL5,其中,GmAHL5为GmAHL1的重复基因。序列分析结果表明:5个GmAHLs蛋白的AT-hook基序分别位于其氨基酸序列的42~54、39~51、42~54、41~53及42~54处,且GmAHL1和GmAHL5蛋白的氨基酸序列相同。大豆GmAHLs蛋白和野大豆(G.soja Sieb.et Zucc.)Gs AHLs蛋白与其他植物H1组蛋白的亲缘关系较远,说明GmAHLs蛋白不属于H1组蛋白。GmAHL1基因在所有检测的组织中均不表达;GmAHL2基因主要在花、种子、叶片和根中表达;GmAHL3基因主要在花、叶片、茎和根尖分生组织中表达,在果荚中不表达,但在根瘤中有表达;GmAHL4基因在根瘤中高度表达,在根、茎端分生组织、茎和果荚中也有较高表达;GmAHL5基因主要在叶片、种子、根尖分生组织和花中表达。GmAHL2基因在根中的表达受氨的诱导,GmAHL3基因在根中的表达受硝酸盐、尿素和根瘤菌的抑制。亚细胞定位分析结果表明:大豆GmAHLs蛋白定位于细胞核。研究结果显示:大豆GmAHLs基因均非组成型表达基因,其中GmAHL2、GmAHL3和GmAHL4基因的表达具有特异性,且可被外源氮素和根瘤菌处理诱导或抑制。

大豆转录因子GmMYB52的克隆、表达及结合功能分析

MYB类转录因子在植物的生长发育和逆境响应中有重要的调控作用。依据课题组前期获得的盐胁迫相关的数字表达谱(DGEP)数据,获得盐胁迫响应显著上调基因GmMYB52,利用RT-PCR方法从栽培大豆(Williams 82)中克隆该基因片段,并与已公布的Williams 82基因组数据库序列比对,该基因与GmMYB52序列一致。生物信息学分析表明,GmMYB52编码区(CDS)全长1083 bp,编码360个氨基酸。其编码的氨基酸序列具有MYB类转录因子的共同特征,其距N端110~160氨基酸残基处有MYB结构域;系统进化树分析表明,该基因编码的蛋白与GmMYB62、拟南芥AtMYBSt1、苜蓿Mt MYB52、水稻Os MYBS3及木豆Cc MYB-like protein J的亲缘关系最近;实时荧光定量PCR结果表明,大豆根部GmMYB52的转录水平受外界非生物逆境的调控,用脱落酸(ABA)和低温(4℃)处理后12 h明显上调,用氯化钠和PEG处理0.5~24.0 h后检测到GmMYB52的转录水平在50%~600%区间内呈现出先上调后下调再上调的趋势。GmMYB52为组成型表达,在大豆的幼苗期和开花期表达较多,在成熟期表达相对较低。GmMYB52在茎叶与开花期的花中表达较强,在根的表达较弱,而在成熟期的豆荚中几乎不表达。亚细胞定位的结果表明,GmMYB52定位于细胞核,符合典型转录因子的定位特征。酵母杂交系统检测表明,GmMYB52具有转录激活特征,并且能够与MYB相关顺式作用元件基序相结合。本研究结果表明,GmMYB52编码典型的MYB转录因子,具有转录激活活性及DNA结合活性,在大豆中的表达可能与大豆的非生物胁迫和ABA信号转导途径有关,推测其可能参与了大豆对非生物胁迫的响应。