丁澤紅 付莉莉 鐵韋韋 顏彥 胡偉

（中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所，?？?571101）

木薯MeTPS9基因克隆及表達(dá)特性分析

丁澤紅 付莉莉 鐵韋韋 顏彥 胡偉

（中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所，?？?571101）

旨在揭示木薯MeTPS9基因在干旱、低溫、遮蔭等非生物脅迫應(yīng)答中的作用。用RT-PCR的方法從木薯葉片中克隆MeTPS9基因（GenBank登錄號：MF276889），用MEGA軟件構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹，用DnaSP軟件分析基因結(jié)構(gòu)變異，用PlantCARE分析啟動(dòng)子元件，用熒光定量PCR技術(shù)分析MeTPS9在不同組織中以及響應(yīng)不同非生物脅迫的表達(dá)特性。結(jié)果顯示，從木薯中克隆了一個(gè)TPS基因MeTPS9。該基因具有2 598 bp的開放閱讀框，編碼865個(gè)氨基酸，含有TPS家族保守結(jié)構(gòu)域。系統(tǒng)進(jìn)化樹分析表明，MeTPS9與薺菜花和擬南芥中同源基因的親緣關(guān)系較近，序列相似性分別為76.2%和75.6%?；蚪Y(jié)構(gòu)變異發(fā)現(xiàn)，木薯野生種和栽培種之間共有66個(gè)突變位點(diǎn)，其中11個(gè)為錯(cuò)義突變。啟動(dòng)子元件分析表明，MeTPS9含有干旱相關(guān)元件MBS、低溫相關(guān)元件LTR、熱脅迫相關(guān)元件HSE、以及ABA相關(guān)元件ABRE。實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析表明，MeTPS9的表達(dá)量在須根中最高，在葉片中最低。而且，MeTPS9基因的表達(dá)能被干旱、低溫、和遮蔭處理顯著誘導(dǎo)。MeTPS9在轉(zhuǎn)錄水平對木薯干旱、低溫、和遮蔭脅迫起調(diào)控作用，可作為候選基因進(jìn)一步研究其在木薯抗逆中的作用。

木薯；MeTPS9；海藻糖合成酶；結(jié)構(gòu)變異；表達(dá)分析；非生物脅迫

木薯（Manihot esculenta）是大戟科塊根植物，其塊根富含淀粉，是熱帶、亞熱帶地區(qū)重要的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物。然而，在大田生產(chǎn)中木薯塊根產(chǎn)量常常受到干旱、低溫、遮蔭等非生物脅迫的影響。木薯具有較好的抗旱的生物學(xué)特性，但這種抗性在某種程度上正是以犧牲其產(chǎn)量為代價(jià)的：在較為嚴(yán)重的干旱條件下，木薯生長緩慢、光合作用下降，其塊根產(chǎn)量會(huì)顯著減少［1］。作為典型的熱帶作物，木薯對低溫非常敏感，極端的低溫天氣可造成木薯產(chǎn)量大量減產(chǎn)甚至絕收［2］。此外，在某些經(jīng)濟(jì)落后的地區(qū)（如拉丁美洲），農(nóng)民常常將木薯和其他作物（如玉米、橡膠樹等）間作或是增加木薯的種植密度，以達(dá)到土地使用效率最大化。在這種條件下，木薯常常遭受到不同程度的遮蔭，其產(chǎn)量也會(huì)顯著減少［3］。因此，進(jìn)一步挖掘木薯抗逆重要基因，研究其在各種脅迫條件下的表達(dá)特征及功能，對通過遺傳改良提高木薯的抗逆性進(jìn)而增加其塊根產(chǎn)量具有重要意義。

海藻糖是由2個(gè)葡萄糖分子通過α-1，1糖苷鍵結(jié)合而成的非還原性雙糖。在干旱、低溫、高鹽等非生物脅迫條件下，植物體內(nèi)海藻糖含量被大量積累，植株抗逆性得到增強(qiáng)［4-5］。海藻糖-6-磷酸合成酶（Trehalose-6-phosphate synthase，TPS）是海藻糖生物合成途徑中的一個(gè)關(guān)鍵酶，其表達(dá)量的變化與海藻糖含量有著直接關(guān)系［5-6］。目前為止，已經(jīng)先后從擬南芥（Arabidopsis thaliana）［7］、水稻（Oryza sativa）［6］、 棉 花（Gossypium hirsutum）［8］、 堿 茅（Puccinellia tenuiflora）［9］、 茶 樹（Camellia sinensis）［10］、 香 蕉（Musa acuminata）［11］、 辣 椒（Capsicum annuum）［12］、 和 壇 紫 菜（Pyropia haitanensis）［13］等植物中克隆到TPS基因，并對其展開了較為深入的研究。將擬南芥TPS基因轉(zhuǎn)入煙草（Nicotiana tabacum）后，植物體內(nèi)的海藻糖含量明顯提高，其耐受鹽脅迫的能力顯著增強(qiáng)［4］。在干旱、低溫和高鹽條件下，水稻OsTPS1轉(zhuǎn)基因植株抗性明顯增強(qiáng)，而且與對照相比，轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)海藻糖含量顯著增加［5-6］?；虮磉_(dá)分析顯示：在干旱脅迫條件下，海帶（Saccharina japonica）TPS和棉花 TPS的表達(dá)量顯著增強(qiáng)［8，14］；在低溫脅迫條件下，辣椒TPS和茶樹TPS的表達(dá)量顯著增強(qiáng)［10，12］；在高溫和干旱脅迫條件下，壇紫菜TPS基因的表達(dá)量顯著上調(diào)［13］；在遮蔭脅迫條件下，玉米（Zea mays）TPS基因的表達(dá)量也發(fā)生了顯著的變化［15］。此外，TPS基因在植物不同組織器官中還呈現(xiàn)差異性表達(dá)的特點(diǎn)［10，12］。這些研究充分表明，TPS基因的表達(dá)受到干旱、低溫、和鹽脅迫等誘導(dǎo)，在非生物脅迫條件下可以增強(qiáng)植物的抗逆性，但目前有關(guān)木薯TPS基因在非生物脅迫下的功能研究尚未見報(bào)道。

本研究從木薯栽培種Ku50葉片中克隆了一個(gè)TPS基因（MeTPS9），分析了其在木薯野生種和栽培種之間的結(jié)構(gòu)變異，研究了其在不同品種之間、同一品種不同組織之間，以及在干旱、低溫和遮蔭脅迫條件下的表達(dá)模式，旨在為進(jìn)一步研究MeTPS9的功能及抗逆分子機(jī)理奠定基礎(chǔ)與提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗(yàn)所用材料包括木薯栽培品種Ku50和Arg7，以及野生種W14，由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所提供。其中，栽培種Ku50的葉片用于MeTPS9基因克隆。

1.2 方法

1.2.1 材料種植與處理 木薯種植按照丁澤紅等［16］方法進(jìn)行：在木薯種植季節(jié)，將Ku50種莖切成長度大約15 cm 的莖段，挑選芽眼（3-4個(gè)/莖段）且粗細(xì)均勻一致的莖段扦插于塑料盆（高18.8 cm，上直徑18.5 cm，下直徑14.8 cm）中，1莖段/盆?；|(zhì)采用營養(yǎng)土與蛭石以1∶1的體積比進(jìn)行混合。木薯種植約10 d后進(jìn)行間苗，保留1苗/盆。

PEG模擬干旱處理：種植60 d后，選取長勢一致的植株采用20%的PEG 6000溶液進(jìn)行澆灌處理，同時(shí)設(shè)置對照（澆灌自來水，不施PEG）。在處理0、3和24 h 后，分別收集葉片（包括未展開葉、第一片完全展開葉及老葉）和根的樣品，液氮速凍、-80℃超低溫冰箱保存。

低溫處理：將種植60 d后且長勢一致的植株放置于光照培養(yǎng)箱，進(jìn)行4℃低溫脅迫處理。在處理0、6和24 h 后，分別收集未展開葉、第一片完全展開葉和根的樣品，液氮速凍、-80℃超低溫冰箱保存。

遮蔭處理：遮蔭處理的木薯種植于橡膠樹底下，對照處理的木薯種植于室外。種植60 d后，選擇生長狀況較一致的植株，收集未展開葉、第一片完全展開葉和老葉的樣品，液氮速凍、-80℃超低溫冰箱保存。

為了比較不同木薯品種包括野生種（W14）和栽培種（Ku50、Arg7）中MeTPS9基因的表達(dá)情況，在大田種植90 d后收集了木薯葉片和根的樣本，用于qRT-PCR分析；為了比較同一品種不同組織中MeTPS9基因的表達(dá)情況，收集了木薯Ku50葉片、葉柄、莖、須根和儲(chǔ)藏根的樣本，用于qRT-PCR分析。

1.2.2 RNA的提取及cDNA合成 木薯總RNA采用RNA提取試劑盒（天根生化科技有限公司）進(jìn)行提取，之后用 Revert Aid First Strand cDNA Synthesis試劑盒（Fermentas公司）將總RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA，-20℃儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 引物合成及qRT-PCR 用Primer 6.0設(shè)計(jì)引物，由生工生物工程（上海）股份有限公司合成，包括actin基因引物（L1：5'-TGATGAGTCTGGTCCATCCA-3'；R1：5'-CCTCCTACGACCCAATCTCA-3'）［16］，MeTPS9基因qRT-PCR引物（L2：5'-ATTGACCGTCCTGTTCCTCG-3'；R2：5'-GTGCGAGGAGAATCCGATGT-3'），和MeTPS9基因全長擴(kuò)增引物（L3：5'-ATGGTGTCAAGATCCTGTATGA-3'；R3：5'-TCAAATAGCACTCTCAAAAGAGA-3'）。qRT-PCR 采 用SYBR Green Ⅰ試劑盒（TaKaRa公司），按照操作手冊在Mx 3005P熒光定量PCR儀（Stratagene，美國）上進(jìn)行。每個(gè)樣品3次生物學(xué)重復(fù)，表達(dá)量按照2-ΔΔCt計(jì)算［16］。

1.2.4 生物信息學(xué)分析 用BLASTP搜索Phytozome數(shù)據(jù)庫，獲取其他物種中與MeTPS9同源性較高的序列；用ClustalX進(jìn)行序列比對；用MEGA5.2軟件構(gòu)建進(jìn)化樹；用DnaSPv5進(jìn)行SNP分析及ka/ks計(jì)算；用NCBI-CDD數(shù)據(jù)庫進(jìn)行保守結(jié)構(gòu)域分析；用PlantCARE進(jìn)行啟動(dòng)子元件分析；用ExPASy ProtParam軟件分析蛋白質(zhì)的分子量和等電點(diǎn)；用Plant-mPLoc軟件預(yù)測亞細(xì)胞定位情況。木薯栽培種Ku50和木薯野生種W14中MeTPS9基因序列由前期全基因組測序確定［17］；栽培種AM560中MeTPS9序列從Phytozome數(shù)據(jù)庫下載。

2 結(jié)果

2.1 MeTPS9基因克隆

本實(shí)驗(yàn)室前期轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)在干旱條件下差異表達(dá)的木薯TPS基因（cassava4.1_0015 17m），其表達(dá)量上升了約4.5倍，之后根據(jù)木薯數(shù)據(jù)庫提供的參考序列，設(shè)計(jì)引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增（圖1）。從Ku50葉片中擴(kuò)增測序后得到一個(gè)全長為2 598 bp的序列，編碼865個(gè)氨基酸，根據(jù)其與擬南芥TPS基因的同源性將其命名為MeTPS9。經(jīng)與基因組信息比對，MeTPS9基因含有3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子。預(yù)測的蛋白質(zhì)分子量為 97 778.1 Da，理論等電點(diǎn)（pI）為5.70。亞細(xì)胞定位預(yù)測該蛋白質(zhì)定位于葉綠體。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域分析表明，MeTPS9編碼的蛋白含有TPS家族保守結(jié)構(gòu)域（Glyco_transf_20，圖2），進(jìn)一步表明克隆到的基因?yàn)镸eTPS9基因。

圖1 MeTPS9基因全長cDNA電泳圖

2.2 MeTPS9基因進(jìn)化樹分析

經(jīng)BlastP在線比對，獲取了與MeTPS9同源性較高的其他物種的蛋白質(zhì)序列（圖3）。系統(tǒng)進(jìn)化樹表明，這些基因被聚類為3組：第I組以C4物種為代表，包括谷子（Setaria italica）、狗尾草（Setaria viridis）、 柳 枝 稷（Panicum virgatum）、 玉 米、 高粱（Sorghum bicolor）和二穗短柄草（Brachypodium distachyon），并且水稻也聚類到了這一組，它與二穗短柄草親緣關(guān)系較近；第II組以十字花科的物種為代表，包括白菜型油菜（Brassica rapa）、薺菜花（Capsella grandiflora）、琴葉擬南芥（Arabidopsis lyrata）和擬南芥，MeTPS9也被聚類到了這一組，它與薺菜花Cagra.0605s0033和擬南芥AT1G23870的親緣關(guān)系較近，序列相似性分別達(dá)到76.2%和75.6%；而杞柳（Salix purpurea）、鼠耳芥（Arabidopsis halleri）和楊樹（Populus trichocarpa）被聚類到第III組（圖4）。

圖2 MeTPS9蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域分析

2.3 MeTPS9基因結(jié)構(gòu)分析

為了揭示MeTPS9在基因組結(jié)構(gòu)上的變異，依據(jù)參考基因組信息，將栽培種AM560和Ku50、和野生種W14中MeTPS9的DNA序列進(jìn)行比對分析，共發(fā)現(xiàn)66個(gè)SNP，其中有11個(gè)為非同義突變（圖5）。整體上這些變異的分布是比較均勻的。

品種間兩兩比較表明，MeTPS9的結(jié)構(gòu)變異主要來自于栽培種與野生種之間的差異，栽培種與栽培種之間的差異很小，僅有3個(gè)SNP。其中1個(gè)位于非編碼區(qū)，2個(gè)位于編碼區(qū)且都為同義突變。栽培種與野生種ka/ks的值介于0.083-0.088之間，暗示MeTPS9基因在進(jìn)化的過程中受到了純化選擇。

2.4 MeTPS9基因啟動(dòng)子元件分析

選取了MeTPS9起始密碼子上游1 500 bp進(jìn)行啟動(dòng)子元件分析，發(fā)現(xiàn)了許多與非生物脅迫相關(guān)的元件，如干旱相關(guān)元件MBS、低溫相關(guān)元件LTR、熱脅迫相關(guān)元件HSE等。在分析過程中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)脫落酸（Abscisic acid，ABA）相關(guān)元件ABRE。除此之外，還發(fā)現(xiàn)了赤霉素相關(guān)元件GARE-motif，以及和與光相關(guān)的元件，如Sp1、Box I和Box 4等。這些結(jié)果表明，MeTPS9可能參與木薯干旱、低溫、激素、和光照（如遮蔭）相關(guān)的基因調(diào)控。

2.5 MeTPS9基因在不同品種和組織中的表達(dá)分析

首先，分別比較了MeTPS9基因在木薯野生種和栽培種葉片和根中的表達(dá)情況。結(jié)果（圖6-A）表明，無論是葉片還是根中，MeTPS9基因在KU50中的表達(dá)量都要顯著地高于W14和Arg7，而MeTPS9的表達(dá)量在W14和Arg7之間沒有顯著差異。不管是野生種還是栽培種，MeTPS9在根中的表達(dá)量都要明顯的高于葉片，表明MeTPS9主要在木薯的根中起作用。

其次，比較了MeTPS9基因在栽培種KU50不同組織中的表達(dá)情況。結(jié)果（圖6-B）表明，MeTPS9基因的表達(dá)量在須根中最高；其次是莖，然后是葉柄和儲(chǔ)藏根，而在葉片中表達(dá)最低。這些結(jié)果進(jìn)一步表明MeTPS9基因主要在木薯的須根中起作用。

2.6 MeTPS9基因在不同脅迫條件下的表達(dá)分析

分別考察了MeTPS9基因在干旱、低溫、和遮蔭脅迫條件下不同組織中的表達(dá)情況。

在PEG 6000模擬干旱脅迫條件下，MeTPS9的表達(dá)量在未展開葉中被顯著的抑制了，在脅迫3 h和24 h后分別下降了61%和24%。MeTPS9的表達(dá)量在第一片完全展開葉中沒有明顯變化；在老葉中3 h后有輕微上升，24 h后表達(dá)量最高、約上升了4.6倍。與前面結(jié)論一致，MeTPS9的表達(dá)量在根中最高，且被干旱脅迫顯著的誘導(dǎo)了，在脅迫3 h和24 h后分別增加了2和1.6倍（圖7-A）。

在低溫脅迫條件下，無論是在未展開葉中、第一片完全展開葉還是在根中，MeTPS9的表達(dá)量都被顯著的誘導(dǎo)了，在6 h后其表達(dá)量分別上升了1.8、1.4和2.2倍，而在24 h后其表達(dá)量分別上升了2.3、2.7和4.2倍（圖7-B）。

在遮蔭條件下，MeTPS9的表達(dá)量在未展開葉中和第一片完全展開葉中都被顯著的誘導(dǎo)了，分別增加了1.9和2.0倍。盡管MeTPS9的表達(dá)量在老葉中也有輕微上升，但差異不顯著（圖7-C）。

這些結(jié)果充分表明，干旱、低溫、和遮蔭處理能夠顯著誘導(dǎo)MeTPS9基因的表達(dá)。

圖3 MeTPS9與其他物種TPS蛋白質(zhì)序列比對

圖4 MeTPS9基因與其他物種TPS基因系統(tǒng)進(jìn)化樹

圖5 MeTPS9基因結(jié)構(gòu)變異

圖6 MeTPS9基因在木薯不同品種和組織中的表達(dá)分析

3 討論

TPS是海藻糖生物合成途徑中的關(guān)鍵酶，在植物干旱、低溫等逆境脅迫中扮演著重要角色。植物中TPS基因以基因家族的形式存在，大部分TPS蛋白都含有TPS基因家族保守結(jié)構(gòu)域［7，15］。目前，已經(jīng)先后從擬南芥、水稻、棉花等多個(gè)物種中克隆了TPS基因，并對其功能進(jìn)行了深入研究［6-7］，但在木薯中尚沒有相關(guān)的報(bào)道。本研究從木薯葉片克隆了一個(gè)TPS基因，命名為MeTPS9。序列分析表明，MeTPS9編碼865個(gè)氨基酸，含有TPS家族保守結(jié)構(gòu)域。同源性分析表明，它與薺菜花和擬南芥中的TPS氨基酸序列存在較高的相似性，分別為76.2%和75.6%。研究表明，植物中TPS9具有抵御干旱、低溫等非生物脅迫的能力：在水稻中超表達(dá)TPS9可以增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因植株在低溫和鹽脅迫下的存活率［6］；此外，在干旱和鹽脅迫條件下楊樹和擬南芥中TPS9基因的表達(dá)量也顯著上調(diào)［18］。

圖7 MeTPS9基因在不同脅迫條件下的表達(dá)分析

基因結(jié)構(gòu)變異可以引起其表達(dá)量的改變［19］。本研究比較了MeTPS9基因在木薯野生種和栽培種之間的序列差異，共發(fā)現(xiàn)66個(gè)SNP，其中有11個(gè)為非同義突變。盡管也觀察到了MeTPS9的表達(dá)量在栽培種和野生種（例如Ku50 vs W14）存在顯著差異，但表達(dá)量的差異是否由這11個(gè)非同義突變引起的，還需要進(jìn)一步研究。進(jìn)化分析表明，MeTPS9在進(jìn)化的過程中受到了純化選擇，這一點(diǎn)與前人在其他物種中的研究報(bào)道一致［18］。在楊樹、擬南芥和水稻中共發(fā)現(xiàn)34個(gè)TPS基因，這些基因在TPS保守結(jié)構(gòu)域都受到了純化選擇，特別是AtTPS1、OsTPS1、PtTPS1、和PtTPS2基因，它們比其它TPS基因受到了更強(qiáng)的純化選擇［18］。

在干旱、低溫等逆境脅迫條件下，植物體內(nèi)會(huì)快速積累各種代謝物（如海藻糖）以提高細(xì)胞液濃度、降低其滲透勢來維持細(xì)胞的正常生長。相應(yīng)地，負(fù)責(zé)各種代謝物合成的基因的表達(dá)量就會(huì)被迅速誘導(dǎo)。TPS是參與海藻糖生物合成的一個(gè)關(guān)鍵酶，其表達(dá)量在植物不同組織器官中呈現(xiàn)差異性表達(dá)的特點(diǎn)［10，12］，暗示TPS基因在植物不同組織中扮演著不同的功能。通過比較木薯不同品種不同組織、以及同一品種不同組織中MeTPS9基因的表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)MeTPS9基因在須根中的表達(dá)量最高、在葉片中的表達(dá)量最低，表明MeTPS9基因主要在木薯的須根中起作用。

TPS基因的表達(dá)量受到干旱、低溫、遮蔭等非生物脅迫的誘導(dǎo)。在干旱脅迫條件下棉花TPS和海帶TPS的表達(dá)量被顯著誘導(dǎo)［8，14］；在低溫脅迫條件下茶樹TPS和辣椒TPS的表達(dá)量顯著增強(qiáng)［10，12］；在遮蔭脅迫條件下，玉米TPS基因的表達(dá)量也發(fā)生了相應(yīng)的變化［15］。本研究中，我們對MeTPS9基因的啟動(dòng)子序列進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了干旱、低溫、和光照相關(guān)的元件。為此，我們分別在干旱、低溫、和遮蔭脅迫條件下，在木薯不同葉片和根中對MeTPS9基因的表達(dá)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。結(jié)果表明，MeTPS9基因能被干旱、低溫、和遮蔭顯著地誘導(dǎo)。

ABA是一種非常重要的植物激素。在干旱、低溫等非生物脅迫條件下，植物體內(nèi)ABA含量會(huì)被迅速累積。研究表明，ABA信號是植物響應(yīng)干旱、低溫等非生物脅迫的主要調(diào)控路徑之一［20］。盡管我們在MeTPS9基因的啟動(dòng)子區(qū)域也發(fā)現(xiàn)了ABA相關(guān)的元件（如ABRE），但MeTPS9是否通過ABA路徑響應(yīng)干旱、低溫等非生物脅迫仍不清楚，還需要進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本研究克隆了木薯MeTPS9基因，分析了其基因序列和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并詳細(xì)考察了其在木薯不同品種不同組織、同一品種不同組織，以及多種脅迫條件下基因表達(dá)量的變化。這些結(jié)果將有助于了解木薯響應(yīng)干旱、低溫、遮蔭等非生物脅迫的分子機(jī)制。

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Clone and Expression Characteristics of MeTPS9 Gene in Cassava

DING Ze-hong FU Li-li TIE Wei-wei YAN Yan HU Wei
（Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology，Chinese Academy of Tropical Agricultural Science，Haikou 571101）

This work aims to reveal the function of MeTPS9 gene in abiotic stresses（e.g.，drought，cold，and shade）in cassava.RT-PCR method was applied to clone MeTPS9 gene（GenBank accession number：MF276889）from cassava leaves，MEGA software to construct its phylogenetic tree，DnaSP software to analysze its structural variation，PlantCARE software to analyze its promoter cis-element，and quantitative RT-PCR（qRT-PCR）to explore its expression patterns in different tissues and in response to different abiotic stresses. Results showed that a TPS（trehalose-6-phosphate synthase）gene，MeTPS9，was cloned from cassava. This gene had a 2598-bp open reading frame，encoded 865 amino acids，and contained a TPS conserved domain. Phylogenetic analysis revealed that MeTPS9 had close genetic relationship with its homologs from Capsella grandiflora and Arabidopsis thaliana，and the sequence similarity was up to 76.2% and 75.6%，respectively.Gene structural variation demonstrated that a total of 66 mutation sites were identified between wild and cultivated cassava species，of which 11 were mis-sensed. Promoter assay showed that MeTPS9 contained drought-related motif MBS，cold-related motif LTR，heat-related motif HSE，and ABA-related motif ABRE. qRT-PCR analysis revealed that MeTPS9 expressed the highest in fibrous root but the lowest in leaf. In addition，the expression of MeTPS9 was significantly induced by drought，cold，and shade stress. MeTPS9 played a regulatory role in abiotic stress such as drought，cold，and shade treatment at the transcriptional level and it could be served as a candidate to further study its functions in abiotic stress defense in cassava.

cassava；MeTPS9；trehalose-6-phosphate synthase；structure variation；expression analysis；abiotic stress

10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017-0416

2017-05-22

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31600198），海南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（20163120）

丁澤紅，男，副研究員，研究方向：植物分子生物學(xué)；E-mail：dingzehong@itbb.org.cn

胡偉，男，副研究員，研究方向：植物分子生物學(xué)；E-mail：huwei2010916@126.com

（責(zé)任編輯 朱琳峰）