檀香SaRbohA基因的克隆与吸器诱导因子响应分析

植物Rboh基因家族编码产生活性氧(ROS)的NADPH氧化酶。了解半寄生植物檀香(Santalum album Linn.)基因Rboh相关信息和表达特性,可为研究檀香SaRbohA基因通过活性氧信号(ROS)调控吸器发育的响应提供理论依据。该研究以全长转录组测序为基础,通过序列拼接设计合成基因特异引物,从根中克隆获得了1个檀香respiratory burst oxidase homolog(Rboh)基因cDNA全长,命名为SaRbohA。序列分析表明,该基因cDNA全长2 790 bp,编码929个氨基酸,分子量105.37 kD,理论等电点9.13,预测亚细胞定位于细胞膜。结构预测表明,SaRbohA具有6个跨膜结构域,在膜内侧的C端包含典型的NADPH结合结构域和FAD结合结构域, N端含有两个EF手性结构。序列比对分析表明,檀香SaRbohA与苹果MdRboh同源进化关系较近,相似度为63.65%。组织特异性表达分析表明,SaRbohA基因在茎中表达量最低,幼叶和茎尖中表达量较高,而在根中表达量最高。采用2, 6-二甲氧基对苯醌(寄生植物吸器诱导因子)处理,可以强烈诱导檀香SaRbohA基因的响应并伴随大量活性氧信号。研究推测,SaRbohA基因的在ROS信号介导的檀香吸器发育过程中起重要作用,且受化学诱导因子调控表达。     

檀香小G蛋白Rac1基因的克隆与功能分析

植物Rac蛋白属于小分子G蛋白ROP家族,广泛参与活性氧(ROS)产生、激素信号转导和组织形态建成。檀香(Santalum album Linn.)是著名的珍贵树种,为半寄生植物,其正常生长需要根部特化的吸器从其他寄主植物摄取营养物质。该研究基于全长转录组数据,采用RT-PCR方法克隆得到了1个檀香Rac基因,命名为SaRac1。结果表明:(1)SaRac1基因全长594 bp,编码197个氨基酸,分子量21.55 kD,理论等电点9.32,为亲水性蛋白。(2)进化分析显示,SaRac1蛋白和拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtRac1~6、AtRac9和AtRac11蛋白同属于典型的植物RacⅠ家族蛋白。(3)结构预测显示,该蛋白在N端为保守的G结构域,蛋白C端具有CaaL保守基序。(4)原生质体亚细胞定位试验显示,SaRac1蛋白定位于细胞核和细胞质。(5)组织特异性表达分析显示,SaRac1基因在根和吸器中表达量最高,幼叶和茎中表达量较高,在成熟叶和老叶中表达量较低。(6)用寄生植物吸器诱导因子2,6-二甲氧基对苯醌(DMBQ)处理,发现SaRac1受到DMBQ的强烈诱导,表达量在4 h达到最高。研究推测,SaRac1基因受吸器诱导因子调控进而参与檀香吸器形成过程。