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紫花苜蓿MsCIPK2的克隆及功能分析

文献类型： 中文期刊

作者： 苏倩;杜文宣;马琳;夏亚迎;李雪;祁智;庞永珍

作者机构：

关键词： 紫花苜蓿;CBL-相互作用蛋白激酶;类钙调神经磷酸酶B;非生物胁迫

期刊名称：中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2022 年 19.0 期

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; ; CSCD（2021-2022年度） ; ; 科技核心（2021版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： [目的]CIPK是植物响应逆境胁迫信号通路中一类重要的蛋白激酶,可与CBL形成CBL-CIPK复合物,启动细胞内相关应答基因的表达而应对各种非生物胁迫.发掘并研究紫花苜蓿MsCIPK基因响应非生物胁迫的分子机理,有助于揭示紫花苜蓿抗逆生物学基础,为紫花苜蓿抗逆育种提供新的基因资源.[方法]通过PCR技术克隆MsCIPK2,使用生物信息学工具分析基因序列,利用qRT-PCR技术分析MsCIPK2,以及与其互作的4个CBL基因(MsCBL2、MsCBL6,MsCBL7和MsCBL10)在紫花苜蓿各组织中的表达水平,在烟草叶片表皮细胞中,瞬时表达pCAMBIA1302-GFP-MsCIPK2融合表达载体,通过激光共聚焦显微镜观察进行亚细胞定位,利用酵母双杂交技术分析MsCIPK2与4个MsCBLs蛋白互作情况,利用发根农杆菌诱导紫花苜蓿产生过量表达MsCIPK2的毛状根,利用qRT-PCR技术分析转基因毛状根株系中相关基因的表达水平.[结果]通过PCR扩增获得MsCIPK2片段,该基因CDS为1 230 bp,编码409个氨基酸,具有典型的CIPK家族的ATP结合位点、激活环、NAF motif和PPI motif等结构域.MsCIPK2在紫花苜蓿根中表达量最高,在花中表达量最低.亚细胞定位结果显示,MsCIPK2蛋白定位于内质网.酵母双杂交试验结果显示,MsCIPK2蛋白与MsCBL2、MsCBL6、MsCBL7和MsCBL10蛋白具有相互作用,且与MsCBL10蛋白相互作用较强.MsCBL2、MsCBL6和MsCBL10在紫花苜蓿根中表达量最高,MsCBL7在荚中表达量最高.qRT-PCR结果表明,过量表达MsCIPK2的毛状根中响应非生物胁迫基因ATPase、P5CS、CYP705A5,COR47、HAK5和RD2的表达量均明显上调.在200 mmol·L-1 NaC1和20％PEG处理条件下,与对照相比,过量表达MsCIPK2毛状根的丙二醛含量降低,SOD活性、脯氨酸含量和可溶性糖含量增高.[结论]紫花苜蓿 MsCIPK2与MsCBLs蛋白互作,主要在根中表达并响应盐和干旱胁迫,过量表达MsCIPK2可以提高紫花苜蓿的耐盐性和耐旱性,MsCIPK2可作为提高紫花苜蓿抗逆育种的候选基因.

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