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柑橘CitPG34的克隆、定位与表达分析

文献类型： 中文期刊

作者： 葛廷;黄雪;谢让金

作者机构：

关键词： 柑橘;多聚半乳糖醛酸酶;基因表达;亚细胞定位;启动子;幼果脱落

期刊名称：中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2019 年 19 期

页码： 3404-3416

摘要： [目的]多聚半乳糖醛酸酶是一类参与细胞壁降解的水解酶,在植物生长发育和器官脱落过程中发挥着重要作用.本研究克隆柑橘CitPG34及其启动子(CitPG34-P)并进行表达分析,为深入研究柑橘PG在幼果脱落过程的生物功能奠定基础.[方法]以'塔罗科'血橙(Citrus sinensis L. Osbeck)为材料,克隆CitPG34及其启动子,利用ProtParam、Cello、CLUSTALX、MEGA5.2、PlantCARE等软件对其蛋白特性及启动子顺式作用元件进行分析预测;利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析CitPG34在不同组织以及柑橘幼果脱落过程中的表达水平.采用同源重组的方法构建pCAMBIA1302-CitPG34-GFP融合蛋白表达载体和CitPG34启动子表达载体(CitPG34-P::gus),分别用于亚细胞定位和启动子活性分析.[结果]从'塔罗科'血橙幼果离层中克隆获得CitPG34,其ORF为1 194 bp,编码397个氨基酸,预测蛋白分子量为41.47 kD,理论等电点为5.19,其不稳定系数为30.23,表明CitPG34属于稳定蛋白;通过在线软件TMHMM分析发现:CitPG34为跨膜蛋白,具有一个跨膜结构,位于第7-29位氨基酸之间.在CitPG34二级结构中,α-螺旋结构约占15.37%,扩展链约占29.72%,无规则卷曲约占54.91%,与其三级结构预测基本一致.NJ树分析显示CitPG34与西洋梨PcPG3(BAF42034)亲缘关系最近,表明CitPG34可能与果实脱落和软化相关.qRT-PCR分析表明,CitPG34在花中表达量最高,在根、叶、离层A、离层C中表达量较低,在幼果中几乎不表达.1-氨基环丙烷羧酸(ACC)处理果梗后能显著提高离层A中CitPG34的表达水平,相反IAA抑制其转录.此外,在柑橘幼果正常脱落过程中,CitPG34表达明显升高.亚细胞定位发现,CitPG34主要位于细胞壁.克隆获取CitPG34起始密码子(ATG)前2 075 bp启动子序列(CitPG34-P),PlantCare预测发现,在CitPG34-P序列上存在多种顺式调控元件,如核心启动元件TATA-box、增强子元件CAAT-box以及脱落酸响应元件ABRE等.将CitPG34-P::gus转入烟草,通过GUS组织化学染色发现,该启动子受乙烯诱导,主要在叶脉和毛状体中表达.[结论]CitPG34的ORF长度为1 194 bp,可编码397个氨基酸,其蛋白主要位于细胞壁;该基因具有明显的组织特异性,在花中表达最高;CitPG34表达量与柑橘幼果脱落显著相关.上述结果表明,CitPG34在柑橘幼果脱落和花发育过程中可能发挥着重要的生物功能.

分类号： Q943.2`S666

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