甜菜BvM14--nsLTP基因对非生物胁迫的应答分析

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甜菜M14品系是利用甜菜(二倍体)与野生白花甜菜(四倍体)杂交及回交获得的单体附加系,具有双亲的很多优点,是发掘优质基因的良好材料。实验室已经构建了盐胁迫下甜菜M14品系转录组数据库,研究发现其中编码非特异性脂质转运蛋白(Non-specific lipid-transfer protein,nsLTP)的BvM14-nsLTP基因在盐胁迫下,叶和根中均上调表达。
  本试验从甜菜M14品系中克隆得到BvM14-nsLTP基因,对其进行了生信分析、蛋白质亚细胞定位情况以及BvM14-nsLTP基因在根和叶组织特异性分析和在盐、碱、干旱、低温这四种非生物胁迫下的应答分析来探究甜菜BvM14-nsLTP基因对不同非生物胁迫的应答模式,为BvM14-nsLTP基因应答非生物胁迫的功能研究奠定基础。
  通过对BvM14-nsLTP进行序列开放阅读框分析,发现BvM14-nsLTP的ORF为357bp,编码118个Aa;通过对甜菜BvM14-nsLTP与其它植物LTP蛋白质序列进行多重序列比对,发现BvM14-nsLTP具有nsLTP蛋白典型的保守结构域,包括8个高度保守的Cys残基骨架,具有靠近N端的信号肽序列和靠近C端的CaM结合位点,以及CGV脂质结合位点,属于nsLTPI亚家族成员;进行系统发育树构建,发现BvM14-nsLTP与菠菜(Spinacia oleracea L.)、藜麦(Chenopodium quinoa L.)的nsLTP蛋白质亲缘关系最近;通过对甜菜BvM14-nsLTP序列启动子功能元件分析,发现该启动子中含有参与逆境调控的功能元件。亚细胞定位预测表明BvM14-nsLTP定位于细胞外。
  构建35S∷pCAMBIA1300-BvM14-nsLTP-eYFP表达载体,转化烟草,对BvM14-nsTP进行亚细胞定位验证,发现BvM14-nsLTP定位在细胞膜。组织特异性表达分析发现BvM14-nsLTP在根的表达量是叶的15.1倍。
  利用实时荧光定量PCR技术对甜菜M14品系分别进行盐胁迫(0、200、400mM NaCl)、碱胁迫(0、50mM的碱性盐混合物,摩尔比为2∶1的Na2CO3和NaHCO3的混合物,pH值9.2)、干旱胁迫(0、15% PEG6000)和低温胁迫(室温,4℃)处理0h、3h、6h、9h、12h,对BvM14-nsLTP基因在叶和根中的应答情况进行分析,研究表明在盐、碱、干旱和低温胁迫下,BvM14-nsLTP基因表达模式相同,均为先升高后下降的趋势,均受到诱导表达。
  本研究表明甜菜BvM14-nsLTP基因具有应答不同非生物胁迫的能力,为完善BvM14-nsLTP基因响应不同非生物胁迫的分子机制奠定良好基础。
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