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垫状卷柏SpLEA1基因克隆及干旱胁迫下的表达分析
引用本文:周 璇,高鹏华,鄢 波.垫状卷柏SpLEA1基因克隆及干旱胁迫下的表达分析[J].广西植物,2023,43(2):347-356.
作者姓名:周 璇  高鹏华  鄢 波
作者单位:西南林业大学 园林园艺学院, 昆明 650224
基金项目:国家自然科学基金(31160177)。
摘    要:晚期胚胎发育丰富蛋白(late embryogenesis abundant,LEA),广泛存在于生物体内,与植物抗逆性密切相关,可在干旱胁迫下保护植物细胞,减少植物损伤。垫状卷柏(Selaginella pulvinata)是一种在干旱胁迫下生存能力极强的蕨类植物,具有很强的恢复能力。为探究垫状卷柏SpLEA1基因在耐旱植物中的分子机制与表达特征,该研究以高耐旱性植物垫状卷柏为实验材料,基于转录组测序结果,采用RT-PCR技术获得SpLEA1基因cDNA序列,采用HiTail-PCR技术获得启动子序列,利用生物信息学对序列进行了分析,并采用qRT-PCR技术分析了SpLEA1基因在干旱胁迫下的表达模式。结果表明:(1)垫状卷柏SpLEA1全长为476 bp,开放阅读框(ORF)为279 bp,共编码92个氨基酸,通过在线工具预测到蛋白分子量为9 491.46 Da, 等电点为5.45,蛋白结构预测分析表明该蛋白为亲水性蛋白,含有10个磷酸化位点,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。(2)预测到SpLEA1蛋白的保守结构域为Lea-5,来源于LEA1家族。基于系统发生树和遗传距离矩阵,发现垫状卷柏SpLEA1与来自鹰嘴豆(Cicer arietinum )和红车轴草(Trifolium pratense)的Lea-5蛋白同源性较高。(3)对启动子序列进行顺式作用元件的预测分析发现SpLEA1基因启动子含有5类激素响应元件和与干旱胁迫响应有关的功能元件。(4)在自然干旱处理下SpLEA1基因表达上调,并在12 h时达到峰值,在24 h干旱后进行复水处理,表达量显著下调。综上所述,SpLEA1基因在垫状卷柏中很可能参与了干旱胁迫响应机制的相关调控。该结果为进一步研究垫状卷柏SpLEA1基因在干旱胁迫下的功能及其表达调控机制提供了参考。

关 键 词:垫状卷柏    SpLEA1    基因克隆    启动子克隆    表达分析
收稿时间:2022/3/3 0:00:00

Cloning and expression analysis of the SpLEA1 gene of Selaginella pulvinata under drought stress
ZHOU Xuan,GAO Penghu,YAN Bo.Cloning and expression analysis of the SpLEA1 gene of Selaginella pulvinata under drought stress[J].Guihaia,2023,43(2):347-356.
Authors:ZHOU Xuan  GAO Penghu  YAN Bo
Institution:College of Landscape Architecture and Horticulture Sciences, Southwest Forestry University, Kunming 650224, China
Abstract:
Keywords:Selaginella pulvinata  SpLEA1  genetic cloning  promoter cloning  expression analysis
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