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题名扭果花旗杆DePIP1;1基因的克隆及功能分析
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作者
葛风伟
邹丽媛
胡尔西旦·吐尔逊
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机构
新疆师范大学生命科学学院
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出处
《植物资源与环境学报》
北大核心
2025年第4期23-31,共9页
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基金
新疆维吾尔自治区教育厅重点实验室项目(XJTSWZ-2022-03)。
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文摘
以扭果花旗杆(Dontostemon elegans Maxim.)为研究材料,克隆了前期转录组分析获得的盐胁迫下高表达的水通道蛋白(AQP)基因,命名为DePIP1;1,GenBank登录号OM864582。利用生物信息学方法分析该基因及蛋白序列,并进行表达模式分析;为进一步研究该基因抗逆分子调控机制,构建了过表达重组载体pCAMBIA1300-GFP∷DePIP1;1并遗传转化拟南芥[Arabidopsis thaliana(Linn.) Heynh.],验证了转基因拟南芥的抗盐胁迫能力。结果表明:DePIP1;1基因cDNA全长864 bp,编码287个氨基酸;DePIP1;1蛋白的理论等电点为pI 9.14,相对分子质量为30 685.71,亲水性平均系数为0.384,无信号肽,定位于细胞膜,共有6个跨膜结构域,符合AQP家族典型结构特征。DePIP1;1蛋白的二级结构含49.48%无规卷曲、33.80%α螺旋和16.72%延伸链,三级结构预测结果显示该蛋白存在同型四聚体结构。系统进化树分析结果表明:DePIP1;1蛋白与盐芥[Eutrema salsugineum(Pall.) Al-Shehbaz et Warwick]和拟南芥PIP1;1蛋白的同源性较高。基因表达模式分析结果表明:DePIP1;1基因在花瓣、叶、雌雄蕊、茎和根中均有表达,其中,在茎中表达量最高,在根中表达量最低;在干旱(250 mmol·L^(-1)甘露醇)、盐(150 mmol·L^(-1)NaCl)和冷(4℃)胁迫及10μmol·L^(-1)脱落酸处理下,扭果花旗杆茎和叶中DePIP1;1基因表达上调明显,根中DePIP1;1基因仅对干旱和盐胁迫有轻微响应。在100和200 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,过表达DePIP1;1拟南芥株系的根长、侧根数、叶片数均高于野生型;在200 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,过表达DePIP1;1拟南芥株系的总叶绿素含量显著高于野生型;而过表达DePIP1;1拟南芥株系和野生型的相对含水量差异不明显。综上所述,DePIP1;1基因表达具有组织特异性,并受逆境和激素诱导;过表达DePIP1;1可提高拟南芥的抗盐性。
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关键词
扭果花旗杆
depip1
1
基因克隆
逆境胁迫
转基因
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Keywords
Dontostemon elegans Maxim.
depip1
1
gene cloning
adversity stress
transgene
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分类号
Q943.2
[生物学—植物学]
Q946-33
[生物学—植物学]
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