霸王环核苷酸门控通道基因ZxCNGC5的克隆及表达模式分析

钙离子(Ca~(2+))作为生命活动过程中重要的第二信使,对植物的生长发育至关重要。环核苷酸门控离子通道(cyclic nucleotide-gated channels,CNGCs)是一类Ca~(2+)通道,在植物的花粉发育、免疫反应以及响应逆境胁迫等生理过程中发挥着重要作用。本研究通过RACE和RT-PCR技术克隆了荒漠旱生植物霸王(Zygophyllum xanthoxylum)CNGCs家族的一个编码基因,命名为ZxCNGC5。生物信息学分析显示其编码728个氨基酸,包含CNGCs家族所特有的6个跨膜域、1个P环以及环核苷酸结合域(cyclic nucleotide-binding domain,CNBD)和钙调蛋白结合域(calmodulin-binding domain,CaMBD);系统进化树将CNGCs家族分为5个亚族(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、ⅣA和ⅣB),Zx CNGC5属于第Ⅱ亚族;组织特异性分析显示该基因主要在根中表达;在0.01和10 mmol·L~(-1) CaCl_2处理下,ZxCNGC5在根中的表达量短期内均显著升高,并分别在3和12 h达到最高,随后逐渐降低,表明ZxCNGC5在根中的表达受外界CaCl_2的短期诱导。     

NaCl胁迫下沙芥的渗透调节作用

本文系统分析了荒漠资源植物沙芥在不同浓度NaCl下的渗透调节作用。结果表明,随外加NaCl浓度从25 mmol·L^-1升高至200 mmol·L^-1,Na⁺、Cl^-、脯氨酸和总无机离子的含量及其对叶渗透势的贡献不断升高,K⁺和可溶性糖的含量及其贡献先降低后升高,SO₄^2-和PO₄^3-的含量不断升高但其贡献变化不大;Na⁺、Cl^-和K⁺对叶渗透势的贡献交替位列前三,可溶性糖位居第四。由上可知,沙芥主要通过积累无机离子特别是Na⁺和Cl^-进行渗透调节以抵御外加NaCl的渗透胁迫。