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        蒙古沙冬青AmMYB4-like基因的克隆與表達(dá)分析

        2017-05-19 07:51:38肖自華高飛孫會(huì)改周宜君
        生物技術(shù)通報(bào) 2017年5期
        關(guān)鍵詞:和根冬青蒙古

        肖自華 高飛 孫會(huì)改 周宜君

        (中央民族大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,北京 100081)

        蒙古沙冬青AmMYB4-like基因的克隆與表達(dá)分析

        肖自華 高飛 孫會(huì)改 周宜君

        (中央民族大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,北京 100081)

        基于已有研究工作基礎(chǔ),從蒙古沙冬青[Ammopiptanthus mongolicus(Maxim)Cheng. f]中分離到1個(gè)編碼MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子基因,命名為AmMYB4-like。該序列長(zhǎng)度為1 145 bp,含有一個(gè)由960 bp 組成的開(kāi)放閱讀框,編碼319個(gè)氨基酸,具有R2和R3保守結(jié)構(gòu)域,屬于R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子。熒光定量PCR分析結(jié)果表明,AmMYB4-like 在葉片中參與低溫和干旱脅迫應(yīng)答,在根中主要參與干旱脅迫應(yīng)答。構(gòu)建了pPZP212-AmMYB4-like 植物表達(dá)載體,旨為進(jìn)一步研究AmMYB4-like 的功能奠定基礎(chǔ)。

        蒙古沙冬青;AmMYB4-like;基因克隆;表達(dá)分析;植物表達(dá)載體構(gòu)建

        MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子是迄今為止在植物中發(fā)現(xiàn)的成員數(shù)量最多的轉(zhuǎn)錄因子。自1987年P(guān)az-Ares等[1]從玉米中克隆得到與色素合成相關(guān)的MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子基因(C1)以來(lái),已經(jīng)從多種植物中分離和鑒定了大量的MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子,如擬南芥中198個(gè)[2]、水稻中183個(gè)[3]、蘋(píng)果中229個(gè)[4]、甜橙中177個(gè)[5]、谷子(Setaria italica)中209個(gè)[6],獲得MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子的成員數(shù)量在100以上是普遍的。結(jié)構(gòu)上,MYB轉(zhuǎn)錄因子各家族成員的N-端具有高度保守的結(jié)構(gòu)域,即DNA binding 結(jié)構(gòu)域,也稱(chēng)為MYB結(jié)構(gòu)域,由1-4個(gè)不等的MYB重復(fù)單元組成。根據(jù)MYB結(jié)構(gòu)域所含重復(fù)單元個(gè)數(shù),將MYB轉(zhuǎn)錄因子劃分為4種類(lèi)型:4R-MYB(4個(gè)MYB重復(fù)單元)、3R-MYB(3個(gè)MYB重復(fù)單元)、R2R3-MYB(2個(gè)MYB重復(fù)單元)以及MYB-related(1個(gè)或部分MYB重復(fù)單元),其中R2R3-MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子數(shù)量最多[7-9]。

        隨著對(duì)植物中更多的MYB轉(zhuǎn)錄因子的功能解析,人們發(fā)現(xiàn)不同類(lèi)型的MYB轉(zhuǎn)錄因子具有不同的功能,參與生長(zhǎng)發(fā)育、細(xì)胞形態(tài)建成、激素和環(huán)境因子應(yīng)答等許多生命活動(dòng)過(guò)程的調(diào)節(jié),特別是參與植物初級(jí)和次級(jí)代謝的調(diào)節(jié)[10]。研究表明,擬南芥的類(lèi)黃酮合成途徑相關(guān)基因(如EBGs和LBGs)受AtMYB11及AtMYB75等調(diào)控[8,9],棉花的GmMYB042基因的過(guò)表達(dá)使轉(zhuǎn)基因煙草的類(lèi)黃酮代謝途徑部分關(guān)鍵酶基因(如PAL、CHS 和FLS)的表達(dá)量明顯上升[10],玉米的ZmMYB111和ZmMYB148可同時(shí)調(diào)節(jié)PAL基因,涉及類(lèi)黃酮和木質(zhì)素的合成[11]。

        蒙古沙冬青(A. mongolicus)是我國(guó)西北荒漠地區(qū)唯一的強(qiáng)旱生常綠闊葉灌木,同時(shí)也是阿拉善荒漠區(qū)特有的建群物種,對(duì)維持當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡發(fā)揮至關(guān)重要的作用。沙冬青長(zhǎng)期生活在干旱、低溫等逆境環(huán)境中,具有極強(qiáng)的抗旱、抗寒能力,其形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理方面都有與之相適應(yīng)的特征,這為提高水分的利用率、應(yīng)對(duì)水分虧缺、極端嚴(yán)寒、高溫、風(fēng)蝕沙埋等逆境環(huán)境提供了條件[12,13],因此沙冬青是研究植物抗逆機(jī)理和篩選抗逆基因的資源植物,具有重要的科學(xué)研究?jī)r(jià)值。

        近年來(lái),基于現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序構(gòu)建了蒙古沙冬青正常與逆境脅迫下的轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)庫(kù),為篩選抗逆響應(yīng)基因、研究抗逆應(yīng)答機(jī)理提供了大量的數(shù)據(jù)[14-17],同時(shí),人們研究了沙冬青中重要的功能基因(包括編碼轉(zhuǎn)錄因子基因)的結(jié)構(gòu)和響應(yīng)逆境的表達(dá)特征,如AmCBL1[18]和AmDREB2[19]等,但關(guān)于蒙古沙冬青中的MYB轉(zhuǎn)錄因子基因的研究還未見(jiàn)報(bào)道。近來(lái),本實(shí)驗(yàn)室的研究表明,干旱脅迫下MiR858通過(guò)上調(diào)MYB轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)而調(diào)節(jié)類(lèi)黃酮類(lèi)物質(zhì)的合成[20]。由于植物中MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子數(shù)量最多,且參與多種生物學(xué)過(guò)程,因此,本研究基于本實(shí)驗(yàn)室前期構(gòu)建的蒙古沙冬青轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)獲得的AmMYB4-like基因進(jìn)行了相關(guān)研究,旨在為闡釋MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子在蒙古沙冬青逆境應(yīng)答中的特點(diǎn)提供數(shù)據(jù)支持。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        蒙古沙冬青(A. mongolicus)種子采自寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)縣。播種于盛有蛭石:珍珠巖:營(yíng)養(yǎng)土(3:1:1)浸濕的混合土壤的塑料盆中,光照16 h(23℃)/黑暗8 h(18℃),光照強(qiáng)度93 μmol· m-2·s-1,空氣濕度30%-40%。種子發(fā)芽后,每周澆一次水。生長(zhǎng)8周后,分別以20% PEG6000模擬干旱脅迫、以4℃低溫培養(yǎng)進(jìn)行低溫脅迫,脅迫時(shí)間分別為0 h、1 h、6 h、24 h、7 d,以0 h為對(duì)照。分別收獲葉片和根組織,液氮速凍,-80℃冷凍保存。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

        Trizol試 劑 購(gòu) 自 Invitrogen公 司,F(xiàn)astQuant cDNA第一鏈合成試劑盒、熒光定量試劑盒SYBR Green和無(wú)縫重組試劑盒(EasyGeno)購(gòu)自天根生化(北京)有限公司,KOD FX Neo PCR克隆酶購(gòu)自東洋紡(上海)生物科技有限公司,膠回收試劑盒購(gòu)自愛(ài)思進(jìn)生物技術(shù)(杭州)有限公司,大腸桿菌(Escherichia coli)DH5α感受態(tài)細(xì)胞購(gòu)自北京博邁德科技發(fā)展有限公司,質(zhì)粒小量抽提試劑盒購(gòu)自百泰克生物技術(shù)有限公司,AT克隆載體購(gòu)自北京全式金生物。植物表達(dá)載體pPZP212為本實(shí)驗(yàn)室保存。

        1.2 方法

        1.2.1 基因分離 根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的蒙古沙冬青干旱轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)庫(kù),篩選表達(dá)量較高的MYB基因序列作為候選基因,設(shè)計(jì)引物序列(表1)。用Trizol法提取蒙古沙冬青葉片和根總RNA,cDNA第一鏈合成按天根FastQuant RT kit說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。反應(yīng)體系(50 μL):第一鏈cDNA 1 μL、10 mmol/L正向引物1.5 μL、10 mmol/L反向引物 1.5 μL、2 mmol/L dNTPs 10 μL、2×PCR Buffer for KOD Fx Neo 25 μL、1 U/μL KOD FX Neo 1 μL及ddH2O 10 μL。PCR擴(kuò)增條件:94℃預(yù)變性2 min,98℃變性10 s,61℃退火30 s,68℃延伸60 s,循環(huán)34次。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后,回收目的片段,送至生工(上海)測(cè)序。

        1.2.2 序列分析 將獲得的基因序列在NCBI網(wǎng)站進(jìn)行BLAST查詢,獲得相關(guān)同源基因信息。使用在線的ORF(Open reading frame,ORF)查詢網(wǎng)站確定基因的ORF(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder/)。用于進(jìn)化樹(shù)分析的序列來(lái)源于NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)。用MEGA5.1軟件進(jìn)行蛋白序列比對(duì)及進(jìn)化樹(shù)分析,用鄰接法(Neighbor-Joining)構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)。使用在線軟件(http://web.expasy.org/compute_pi/)預(yù)測(cè)等電點(diǎn)及相對(duì)分子質(zhì)量大小,使用在線軟件(http://www. csbio.sjtu.edu.cn/bioinf/Cell-PLoc/)對(duì)亞細(xì)胞定位進(jìn)行預(yù)測(cè),使用NetPhos3.1Serve在線軟件(http://www. cbs.dtu.dk/services/NetPhos/)預(yù)測(cè)磷酸化位點(diǎn)。使用在線軟件(http://weblogo.berkeley.edu/examples.html)進(jìn)行保守結(jié)構(gòu)域分析。

        1.2.3 脅迫條件下的基因表達(dá)分析 用Trizol法提取20% PEG6000及4℃低溫處理的蒙古沙冬青葉片和根的總RNA,反轉(zhuǎn)錄合成單鏈cDNA。將單鏈cDNA產(chǎn)物濃度稀釋5倍后作為熒光定量PCR反應(yīng)的模板。在熒光定量PCR儀MYIQ2(Bio-Rad)上進(jìn)行熒光定量PCR擴(kuò)增,引物序列見(jiàn)表1。反應(yīng)體系(20 μL):2×FastFire qPCR PreMix(with SYBR Green I)10 μL、ddH2O 7 μL、10 mmol/L上下游特異引物(見(jiàn)表1)各1 μL和cDNA 1 μL。擴(kuò)增條件:95℃預(yù)變性1 min,95℃變性5 s,55℃退火10 s,72℃延伸15 s,循環(huán)40次。以蒙古沙冬青AmeIF1基因?yàn)閮?nèi)參基因[21]。采用2-△△Ct方法計(jì)算目的基因的相對(duì)表達(dá)量。

        表1 基因特異引物序列

        1.2.4 植物表達(dá)載體的構(gòu)建 利用無(wú)縫重組試劑盒(EasyGeno)使用無(wú)縫重組方法將目的基因連接到植物表達(dá)載體pPZP212上,選擇Xba I和Sac I作為插入位點(diǎn),引物序列見(jiàn)表1。重組反應(yīng)體系(10 μL):0.5 μL線性化載體(110 ng/μL)、2 μL插入片段(180 ng/μL)、5 μL 2×EasyGeno Assembly Mix、2.5 μL ddH2O。具體步驟參考說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。將重組載體轉(zhuǎn)化E. coli DH5α,在含有100 μg/mL壯觀霉素的LB固體培養(yǎng)基上篩選轉(zhuǎn)化菌落,進(jìn)行菌液PCR驗(yàn)證及測(cè)序驗(yàn)證。

        2 結(jié)果

        2.1 AmMYB4-like基因的擴(kuò)增

        以蒙古沙冬青葉片總RNA 反轉(zhuǎn)錄后獲得的cDNA 為模板,AmMYB4-like-F和AmMYB4-like-R為引物進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。圖1顯示,擴(kuò)增的目的條帶大小約1 000 bp。經(jīng)過(guò)測(cè)序,該序列長(zhǎng)度為1 145 bp。將得到的序列在NCBI網(wǎng)站進(jìn)行Blast檢索,該序列與大豆GmMYB4-like的核苷酸序列相似性最高(89%),因此將獲得的基因命名為AmMYB4-like。

        圖1 AmMYB4-like PCR擴(kuò)增產(chǎn)物凝膠電泳圖

        2.2 AmMYB4-like基因的生物信息學(xué)分析

        2.2.1 AmMYB4-like全長(zhǎng)基因序列的結(jié)構(gòu)特征 所獲得的蒙古沙冬青編碼MYB蛋白的目的基因全長(zhǎng)為1 145 bp,其中5'UTR長(zhǎng)度為157 bp,3'UTR長(zhǎng)度為28 bp,開(kāi)放閱讀框長(zhǎng)度為960 bp,編碼319個(gè)氨基酸(圖2)。在線軟件分析表明,該蛋白的等電點(diǎn)(pI)為5.09,相對(duì)分子質(zhì)量(MW)為 78.530 21 kD。對(duì)其進(jìn)行MYB結(jié)構(gòu)域分析,AmMYB4-like含有R2和R3保守結(jié)構(gòu)域,屬于典型的R2R3-MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子(圖2,圖3)。

        圖2 AmMYB4-like的核苷酸序列及推測(cè)的蛋白序列

        對(duì)AmMYB4-like進(jìn)行亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè),結(jié)果表明其定位于細(xì)胞核中。利用在線軟件預(yù)測(cè)AmMYB4-like具有41個(gè)磷酸化修飾位點(diǎn),其中Ser 24個(gè),Thr 15個(gè),Tyr 2個(gè)。

        2.2.2 AmMYB4-like的同源序列比對(duì)與系統(tǒng)進(jìn)化分析 在NCBI中搜索與AmMYB4-like相近的10個(gè)編碼MYB的氨基酸序列與本研究獲得的AmMYB4-like進(jìn)行多序列比對(duì)。結(jié)果顯示(圖3-B),所有序列的N-端都具有R2和R3保守結(jié)構(gòu)域,皆屬于R2R3-MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子。在R2保守結(jié)構(gòu)域中含有3個(gè)色氨酸殘基(W),相互間的間隔為19個(gè)氨基酸。在R3保守結(jié)構(gòu)域中的第一個(gè)色氨酸殘基(W)被苯丙氨酸(F)所取代,另外2個(gè)色氨酸殘基(W)不變。此外多序列比對(duì)顯示各序列在C-端變異較大(圖3-A)。對(duì)N-端的R2和R3保守結(jié)構(gòu)域進(jìn)一步采用在線軟件分析氨基酸序列特點(diǎn),結(jié)果顯示保守性很強(qiáng)(圖3-B)。

        圖3 AmMYB4-like與其他物種已知MYB蛋白的多序列比對(duì)(A)及R2和R3保守結(jié)構(gòu)域分析(B)

        為研究AmMYB4-like與其他植物MYB序列的進(jìn)化關(guān)系,除了上述10個(gè)序列外,又選取了4個(gè)編碼MYB的氨基酸序列:擬南芥(Arabidopsis thaliana)AtMYB14(NP_180676.1),煙草(Nicotiana tabacum)NtMYB4-like(NP_001312823.1),玉米(Zea mays)ZmMYB4(NP_001296459.1)和水稻(Oryza sativa)OsMYB4(XP_015633465.1),采用鄰接法(N-J)構(gòu)建進(jìn)化樹(shù)。結(jié)果(圖4)顯示,雙子葉植物的MYB4序列和單子葉植物的MYB4序列明顯的聚為2類(lèi),而屬于豆科植物的8個(gè)序列聚為1類(lèi),親緣關(guān)系較近。盡管本研究中的AmMYB4-like與所研究的豆科植物的7個(gè)MYB4序列親緣關(guān)系最近,但表現(xiàn)獨(dú)為一支。

        圖4 AmMYB4-like的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析

        2.3 AmMYB4-like的表達(dá)模式分析

        2.3.1 干旱脅迫下的表達(dá)特征 采用qRT-PCR技術(shù)分析正常條件下AmMYB4-like 在葉片和根中的表達(dá)特點(diǎn)。結(jié)果(圖5)表明,AmMYB4-like在葉片和根中都表達(dá),且葉片中的表達(dá)量較高,約為根中的1.46倍。以20% PEG6000模擬干旱脅迫,處理1 h時(shí)與對(duì)照相比,AmMYB4-like在葉片和根中都表現(xiàn)為上調(diào)表達(dá),分別為對(duì)照水平的3.08倍和4.04倍。而脅迫處理6 h時(shí),AmMYB4-like在葉片中的表達(dá)量降低、與對(duì)照水平相同,而根中的表達(dá)量繼續(xù)增加,為對(duì)照水平的4.23倍。當(dāng)脅迫處理24 h時(shí),AmMYB4-like在葉片中的表達(dá)量與對(duì)照基本相同,而根中的表達(dá)量降低為對(duì)照水平的59.8%。當(dāng)脅迫處理時(shí)間維持7 d時(shí),AmMYB4-like在葉片中的表達(dá)量降低,為對(duì)照水平的61.2%,根中的表達(dá)量增加,為對(duì)照水平的2.52倍(圖6)。

        圖5 AmMYB4-like在不同組織中的表達(dá)特征

        圖6 20%PEG6000脅迫下AmMYB4-like在不同組織中的表達(dá)特征

        2.3.2 低溫脅迫下的表達(dá)特征 采用qRT-PCR技術(shù)分析4℃低溫處理下AmMYB4-like 在葉片和根中的表達(dá)特點(diǎn)。結(jié)果(圖7)顯示,AmMYB4-like 在葉片和根中表達(dá)不同。4℃低溫處理1 h和6 h時(shí),與對(duì)照相比,AmMYB4-like在葉片表現(xiàn)為上調(diào)表達(dá),分別為對(duì)照水平的2.93倍和7.86倍,當(dāng)脅迫時(shí)間延長(zhǎng),AmMYB4-like表達(dá)量降低,與對(duì)照水平基本相同。而根中的AmMYB4-like表達(dá)量在脅迫6 h增加,為對(duì)照水平的1.77倍,在其他處理?xiàng)l件下都低于或近于對(duì)照水平。

        圖7 4℃低溫脅迫下AmMYB4-like在不同組織中的表達(dá)特征

        2.4 pPZP212-AmMYB4-like植物表達(dá)載體構(gòu)建

        采用無(wú)縫重組法構(gòu)建表達(dá)載體pPZP212-AmMYB4-like,轉(zhuǎn)化E. coli DH5α,在含有Spec的LB固體培養(yǎng)基上篩選轉(zhuǎn)化菌落,菌液PCR驗(yàn)證結(jié)果(圖8-A)顯示,在1 000 bp位置附近具有與目的基因大小一致的條帶,進(jìn)一步測(cè)序顯示結(jié)果正確,同時(shí)對(duì)構(gòu)建好的重組載體進(jìn)行了酶切驗(yàn)證,結(jié)果(圖8-B)顯示在1 000 bp位置附近具有與目的基因大小一致的片段,以上結(jié)果表明pPZP212-AmMYB4-like植物表達(dá)載體構(gòu)建成功。

        圖8 pPZP212-AmMYB4-like重組載體菌液PCR驗(yàn)證(A)及酶切驗(yàn)證(B)

        3 討論

        植物的MYB轉(zhuǎn)錄因子是具有成員數(shù)量最多的轉(zhuǎn)錄因子超家族,在4種類(lèi)型的MYB轉(zhuǎn)錄因子中,屬于R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子數(shù)量最多,但不同物種的數(shù)量不同,如大豆(G. max)244個(gè)[22],棉花(Gossypium raimondii)205個(gè)[23],毛果楊(Populus trichocarpa)192個(gè)[24],玉米(Z. mays)157個(gè)[25],擬南芥126個(gè)[26],葡萄(Vitis vinifera)108個(gè)[27],水稻(O.sativa)88個(gè)[28]。有研究者認(rèn)為R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子數(shù)量多少與基因數(shù)量多少有關(guān)[23],也就是說(shuō)物種基因組中所含有的基因數(shù)量越多,R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子數(shù)量增加。

        研究表明,R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子具有重要的生物學(xué)功能,包括參與初級(jí)和次級(jí)代謝、生物和非生物脅迫、細(xì)胞命運(yùn)和發(fā)育過(guò)程等[7]。R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子除了在N端具有保守的DNA-binding結(jié)構(gòu)域外,在C端則有轉(zhuǎn)錄激活/抑制區(qū)[23]。許多功能基因的啟動(dòng)子中含有特殊的MYB 結(jié)合元件(核心序列TAACTG),在逆境脅迫情況下,MYB 轉(zhuǎn)錄因子可以與該元件結(jié)合從而激活脅迫應(yīng)答基因的表達(dá)[29]。

        本研究從蒙古沙冬青中克隆得到1個(gè)編碼MYB轉(zhuǎn)錄因子基因AmMYB4-like,生物信息學(xué)分析表明,其編碼蛋白序列含有高度保守的R2和R3的MYB結(jié)構(gòu)域,屬于R2R3-MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子。蒙古沙冬青屬于豆科植物,系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析顯示AmMYB4-like與同屬于豆科MYB4親緣關(guān)系最近,而與其他雙子葉植物物種的親緣關(guān)系相對(duì)較遠(yuǎn),與單子葉植物(水稻和玉米)MYB4的親緣關(guān)系最遠(yuǎn),提示植物MYB4的進(jìn)化可能存在種屬特異性。

        杜海等[10]在研究大豆GmMYB042時(shí)發(fā)現(xiàn)其受到PEG8000、NaCl及低溫誘導(dǎo)。He等[23]選取了棉花(G. raimondi)中25個(gè)屬的R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子,分別研究了在葉片和根中應(yīng)答干旱和高鹽脅迫下的表達(dá)特征,結(jié)果表明,這些成員在葉片和根中具有不同的響應(yīng)干旱和高鹽的表達(dá)模式,說(shuō)明可以通過(guò)不同的信號(hào)途徑參與脅迫應(yīng)答。本研究中,正常條件下AmMYB4-like在根和葉中都表達(dá),但在不同脅迫條件下,具有不同的表達(dá)模式。以20%PEG6000模擬干旱處理,葉片和根中的AmMYB4-like上調(diào)表達(dá),葉片中的AmMYB4-like在1 h時(shí)達(dá)到最高水平,為對(duì)照水平的3.08倍,而根中的AmMYB4-like在6 h達(dá)到最高水平,為對(duì)照水平的4.23倍,表明葉片和根中的AmMYB4-like參與干旱脅迫應(yīng)答。在4℃低溫處理下,葉片中的AmMYB4-like表達(dá)量增加,處理6 h時(shí)達(dá)到最高水平,為對(duì)照水平的7.86倍,但根中AmMYB4-like盡管在4℃低溫處理6 h表達(dá)提高,但相對(duì)較少。上述結(jié)果說(shuō)明蒙古沙冬青葉片中的AmMYB4-like既響應(yīng)低溫脅迫,也響應(yīng)干旱脅迫,而根中的AmMYB4-like主要參與干旱脅迫應(yīng)答。本研究以7 d作為較長(zhǎng)的脅迫時(shí)間研究了AmMYB4-like的表達(dá)特征,結(jié)果顯示,只有根中的AmMYB4-like在干旱脅迫7 d時(shí)檢測(cè)出上調(diào)表達(dá),為對(duì)照水平的2.52倍,說(shuō)明根中的AmMYB4-like參與較長(zhǎng)時(shí)間的干旱脅迫應(yīng)答。根作為植物吸水的重要組織部位,對(duì)于干旱耐受能力十分重要,蒙古沙冬青是強(qiáng)旱生植物,其根的干旱耐受性十分重要,干旱脅迫下根中的相關(guān)基因的表達(dá)對(duì)其耐受性可能具有一定的意義。

        4 結(jié)論

        從蒙古沙冬青中分離到1個(gè)編碼MYB轉(zhuǎn)錄因子基因,命名為AmMYB4-like。該序列開(kāi)放閱讀框編碼319個(gè)氨基酸,具有典型的MYB轉(zhuǎn)錄因子保守的R2R3結(jié)構(gòu)域,屬于R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子。qRTPCR 分析表明,葉片中的AmMYB4-like參與低溫和干旱脅迫應(yīng)答,而根中的AmMYB4-like主要參與干旱脅迫應(yīng)答。構(gòu)建了pPZP212-AmMYB4-like植物表達(dá)載體。

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        (責(zé)任編輯 狄艷紅)

        Cloning and Expression Analysis of AmMYB4-like in Ammopiptanthus mongolicus

        XIAO Zi-hua GAO Fei SUN Hui-gai ZHOU Yi-jun
        (College of Life & Environmental Sciences,Minzu University of China,Beijing 100081)

        Based on our previous work,a gene encoding MYB transcription factor was cloned from Ammopiptanthus mongolicus,and it was designated as AmMYB4-like. The full length of the AmMYB4-like cDNA was 1,145 bp,including a 960 bp opening reading frame(ORF)which encoded a 319-amino acid peptide. AmMYB4-like contained R2 and R3 conserved domains and belonged to the R2R3-MYB subfamily. Quantitative real-time PCR(qRT-PCR)analyses revealed that AmMYB4-like was up-regulated in leaves under low temperature and drought stresses,but it was mainly induced by drought stress in roots. Plant expression vector pPZP212- AmMYB4-like was constructed for further research of AmMYB4-like.

        Ammopiptanthus mongolicus;AmMYB4-lik;gene cloning;expression analysis;construction of plant expression vector

        10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.05.016

        2016-10-08

        國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31370356,31670335),建設(shè)世界一流大學(xué)(學(xué)科)和特色發(fā)展引導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)資金(YDZXXK201619,2015MDTD08C)

        肖自華,男,碩士,研究方向:植物抗逆分子生物學(xué);E-mail:xiaozihua1991@163.com

        周宜君,女,教授,研究方向:植物抗逆分子生物學(xué);E-mail:zhouyijun@muc.edu.cn

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