全 文 :第44卷 第10期
2016年10月
西北农林科技大学学报(自然科学版)
Journal of Northwest A&F University(Nat.Sci.Ed.)
Vol.44 No.10
Oct.2016
网络出版时间:2016-09-07 09:02 DOI:10.13207/j.cnki.jnwafu.2016.10.012
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160907.0902.024.html
青杄类伸展蛋白基因PwELP1的克隆及表达分析
[收稿日期] 2015-03-10
[基金项目] 国家自然科学基金面上项目(31270663)
[作者简介] 郜银涛(1988-),男,河南许昌人,硕士,主要从事植物逆境分子生物学研究。E-mail:yintaogao@126.com
[通信作者] 陈坤明(1971-),男,甘肃天水人,博士,教授,主要从事植物逆境细胞分子生理机制及调控研究。
E-mail:kunmingchen@163.com
郜银涛1,周燕妮2,罗朝兵2,张凌云2,陈坤明1
(1西北农林科技大学 生命科学学院,陕西 杨凌712100;
2北京林业大学 林学院,森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083)
[摘 要] 【目的】克隆青杄类伸展蛋白(extensin-like proteins,ELPs)基因PwELP1并分析该基因的表达特
性,为研究ELP基因家族的功能奠定基础。【方法】以青杄cDNA文库为模板,用RACE-PCR方法克隆青杄类伸展
蛋白编码基因PwELP1的cDNA全长,利用DNAMAN确定PwELP1的编码框及蛋白氨基酸的翻译,运用clustalx
软件与Espript工具进行多序列比对,利用 MEGA 5软件的邻位相连法构建系统树,并对编码蛋白进行生物信息学分
析;利用RT-qPCR检测PwELP1基因在青杄不同组织中表达的特异性、花粉和种子不同萌发时期及幼苗受到不同
逆境处理时的表达差异,分析该基因的组织发育及逆境响应表达特点。【结果】PwELP1基因全长832bp,其编码一
个由159个氨基酸组成的蛋白,该蛋白的N端与C端均有比较保守的结构域;此蛋白二级结构由1个α-螺旋、5个β-
折叠与3个β-转角结构构成,对其三级结构的预测印证了这一结果,同时发现该蛋白中还存在部分无规则卷曲。其分
子质量为17.03ku,理论等电点为5.81。PwELP1在青杄花粉中的表达量较高,且在花粉萌发后期(30~36h)以及
种子萌发初期(第2天)表达量高;PwELP1的表达不同程度地受低温、高温、茉莉酸甲酯(MeJA)、H2O2、脱水以及脱
落酸(ABA)等非生物逆境胁迫处理的诱导,尤其是 H2O2、高温和 ABA,处理初期表达量就显著升高。【结论】
PwELP1在青杄花粉和种子萌发过程中可能发挥重要功能,并可参与青杄对非生物逆境胁迫的响应过程。
[关键词] 青杄;类伸展蛋白;组织表达;非生物胁迫
[中图分类号] S791 [文献标志码] A [文章编号] 1671-9387(2016)10-0083-08
Cloning and expression analysis of PwELP1 gene in Picea wilsoni
GAO Yintao1,ZHOU Yanni 2,LUO Chaobing2,ZHANG Lingyun2,CHEN Kunming1
(1 College of Life Science,Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi 712100,China;2 Key Laboratory of
Forest Silvi Culture and Conservation of Ministry of Education,College of Forestry,
Beijing Forestry University,Beijing100083,China)
Abstract:【Objective】This study cloned and conducted molecular characterization for PwELP1gene
fromPicea wilsonii to provide basis for investigating functions of ELPgene family.【Method】The ful
length cDNA of PwELP1was obtained by RACE-PCR assays based on the cDNA library of grown Picea
wilsonii.The ORF finding and the protein translation of PwELP1were done by DNAMAN.The multiple
sequences alignment was done by clustalx and Espript.Phylogenetic tree was obtained by Neighbor-joining
in MEGA 5.The calculation of theoretical isoelectric point and molecular weight of PwELP1protein were
completed by Compute pI/Mw tool in Expasy.The secondary and tertiary structure prediction of PwELP1
protein was completed by Jpred and swiss-model,respectively.The tissue-specific expressions,the differen-
tial expressions in different germination periods of polen and seed,and the differential expressions of seed-
ling under different abiotic stresses were investigated by RT-qPCR assays.【Result】PwELP1encoded a
protein with 159amino acids,which had relatively conserved domain in both N-terminal and C-terminal.As
the prediction of secondary structure,the protein consisted of oneα-helix,fiveβ-sheets,threeβ-turns,which
was prove by protein tertiary structure prediction Furthermore,a few coils exsisted in the tertiary struc-
ture.The theoretical molecular weight of PwELP1was 17.03ku and the isoelectric point was 5.81.Tissue-
specific expression experiments revealed that the expression level in polen was the highest among al tis-
sues of Picea wilsonii.During polen germination,PwELP1was highly expressed at the end of germination
process(30-36h).The expression of PwELP1was up-regulated in inhibition period(2days)in seed ger-
mination.Seedling tolerance treatment experiments suggested that the expression level of PwELP1was
regulated under chiling,heat,methyl jasmonate,hydrogen peroxide,dehydration and abscisic acid(ABA)
treatments,especialy under hydrogen peroxide,heat and ABA treatments.【Conclusion】PwELP1might
have a potential function in polen germination,seed germination and responding to a serious of abiotic
stress processes.
Key words:Picea wilsonii;extension-like protein;tissue expression;abiotic stresses
类伸展蛋白(extensin-like proteins,ELPs)是一
类结构和功能与伸展蛋白(extensin)相近的蛋白家
族,是富含羟脯氨酸的糖蛋白,广泛存在于高等植物
的细胞壁中,参与细胞壁松弛、细胞生长、花粉与根
毛的生长发育、生物胁迫响应等一系列生理过程[1]。
目前已经在多种植物中克隆了其基因并验证了相关
功能,例如,对番茄的研究发现,植物凝集素(lectin)
中含有比较丰富的类伸展蛋白结构域,这些蛋白可
以参与植物防御生物胁迫的进程[2];番茄中类伸展
素蛋白TC118157与TC127619表达量的变化受木
霉菌(Trichoderma spp.)的触发[3];有2个类伸展
蛋白基因Dif10与Dif54主要在根毛中表达,并参
与其生长的调控[4],而LeExt1基因则同时参与根
毛生长与花粉萌发的调控[5]。又有研究表明,过表
达番茄ELP(AJ133600)将增加其对番茄细菌性溃
疡病菌(Clavibacter michiganensis subsp.michi-
ganensis,Cmm)的抗性,反之,该基因沉默的植株对
此病菌将更加敏感[6]。在烟草中的研究结果类似,
将类伸展蛋白(TC13329)沉默后,植物体对Cmm处
理更加敏感[7]。
在其他植物的研究中也有类伸展蛋白的报道。
早在1994年,有研究发现了玉米花粉中富含类伸展
蛋白基因Pexl(polen extensin-like 1),该基因参与
花粉管生长的调控[8]。在马铃薯的研究中发现,机
械损伤导致类伸展蛋白基因StExt1的表达上调[9]。
在拟南芥细胞壁中也发现有富含羟脯氨酸的类伸展
蛋白,参与细胞壁的形态建成[10]。这些结果表明,
类伸展蛋白参与到植物生长发育及逆境响应等多种
生理过程中,同时,这个家族在分子大小、氨基酸组
成及分子功能上存在多样化。大量研究表明,ELP
蛋白在翻译后会进行羟基化修饰,脯氨酸羟基化酶
(Proline hydroxylation enzyme)在其中起到重要作
用,如在康乃馨中发现的P4Hs,能有效羟基化翻译
后的ELPs及EXTs[11]。
综上可知,近年来关于类伸展蛋白的研究主要
集中在番茄、烟草、马铃薯等作物上,在多年生木本
植物中的研究相对较少。青杄(Picea wilsonii)是
一种耐寒耐旱的多年生木本针叶植物,广泛分布于
亚热带地区,是我国重要的经济林植物。本研究以
青杄为材料,克隆得到青杄中一个ELP编码基因
PwELP1,通过 RACE-PCR得到其全长cDNA 序
列,再根据其核酸序列推导出蛋白氨基酸序列,对其
序列进行生物信息学分析。利用RT-qPCR等技术
鉴定其在不同组织及发育时期的表达量,将对进一
步深入研究ELP基因家族的功能,特别是其生殖生
长的机制提供理论基础,也可为筛选优质林木抗性
基因提供依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
1.1.1 植物材料 青杄花粉、种子均采集于中科院
植物所。用于组织特异性表达试验的材料为3年生
青杄幼苗的根、茎、针叶、花粉、种子。用于 RT-
qPCR的试验材料处理后于-80℃保存。青杄cD-
NA文库由Invitrogen公司利用Gateway技术构建。
1.1.2 试 剂 青杄cDNA文库载体pDONR222
购于美国Invitrogen公司,克隆载体pEASY-T1购
自Transgene公司。反转录试剂盒(RevertAidTM
48 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第44卷
First Strand cDNA Synthesis Kit)购于美国 Fer-
mentas 公 司,PCR Taq Mix、DNA Marker
(DL2000)、荧光定量PCR试剂盒(SYBR Green Su-
perReal Premix)购自天根(北京)生化科技有限公
司,植物 RNA提取试剂盒购自北京 Aidlab公司。
所用激素购自Sigma公司,其他试剂均购于美国
AMRESCO公司。
1.2 方 法
1.2.1 RACE-PCR获取PwELP1的cDNA全长
序列 以青杄cDNA 文库为模板,利用文库载体
pDONR222接头序列与EST序列的特异保守序列
设计引物,通过5-LP、5-RP扩增得到PwELP1的
5′端序列,通过3-LP、3-RP扩增得到3′端序列,将所
得的 末 端 序 列 与 EST 序 列 进 行 拼 接,得 到
PwELP1的cDNA全长序列。本试验所需引物序
列详见表1。
表1 PwELP1克隆及组织特异性表达试验所需要的引物
Table 1 Primers for cloning PwELP1and tissue-specific
expression experiments
引物名称
Primer name
序列(5′→3′)
Sequence(5′→3′)
5-LP CAGTCTTAAGCTCGGGCCCCA
5-RP ATGTTGCATGAGGTGGGGCTGC
3-LP GCAGCCCCACCTCATGCAACAT
3-RP CTGCCAGGAAACAGCTATGAC
ELP-LP ATGGCTAAGATTTCAGCATTCT
ELP-RP CTAGTCAGAGTCCCCATAAATA
PwELP-RT-A GATAGCCCTTCTTGCCTTGTTG
PwELP-RT-B AGCCACAGTGGCACCAGGGATA
EF-1α-L AACTGGAGAAGGAACCCAAG
EF-1α-R AACGACCCAATGGAGGATAC
1.2.2 PwELP1基因及编码蛋白序列的生物信息
学分析 运用 NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.
gov/)与 TAIR(http://www.arabidopsis.org/)网
站上的blastn与blastp工具,将得到的PwELP1
核酸序列及氨基酸序列进行同源检索。利用DNA-
MAN确定PwELP1的编码框及蛋白氨基酸的翻
译。运用clustalx软件与Espript工具进行多序列
比对,同时用 Espript对蛋白二级结构进行预测。
系统树构建利用 MEGA 5软件完成,构树方法为邻
位相连法(Neighbor-joining)。利用 Expasy(ht-
tp://www.expasy.org)中的 Compute pI/Mw 工
具计算蛋白的理论等电点与分子质量。利用Jpred
进行蛋白二级结构预测,利用swiss-model进行蛋
白三级结构预测。
1.2.3 花粉萌发试验 将保存于-80℃的青杄花
粉取出,于-20℃中放置24h,再于4℃中放2h以
复苏其活力,然后进行萌发试验。所用液体培养基
由120g/L蔗糖、0.1g/L硼酸、0.3g/L硝酸钙与5
mmol/L柠檬酸-磷酸缓冲液组成(pH 5.8)。取花
粉在培养基中于28℃、200r/min分别培养0,6,
12,18,24,30,36h,处理后保存于-80℃备测。
1.2.4 种子萌发试验 将青杄种子采集后于4℃
冰箱贮藏1个月以上。萌发试验利用水培法催芽,
将青杄种子放于培养皿中,置于25℃植物培养箱中
(16h光照,8h黑暗),保持培养皿底部有适量水
分。每隔2d进行取样(至萌发第12天止),液氮速
冻后立即于-80℃保存备测。
1.2.5 幼苗逆境处理试验 先将4℃冷藏1个月
以上的青杄种子放于培养皿中,置于25℃光照培养
箱中(16h光照,8h黑暗),保持培养皿底部适量水
分。1周左右可看到胚芽长出,继续培养1周后将
种子播入20℃温室土壤中育苗,6周之后青杄幼苗
长至正常状态,然后进行各类逆境处理,包括低温(4
℃)、高温 (42 ℃)、脱 水、H2O2 及 激 素 脱 落 酸
(ABA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理。其中,低温(4
℃)、脱水、H2O2 及激素茉莉酸甲酯(MeJA)均分别
处理0,1,3,6,12h,高温(42℃)处理0,0.5,3,6,12
h,脱落酸(ABA)处理0,3,6,12,16,20,24h,液氮
速冻后于-80℃保存备用,以置于室温下正常培养
的幼苗为对照。
1.2.6 PwELP1基因表达特性的荧光定量PCR
分析 利用北京 Aidlab公司植物 RNA提取试剂
盒,分别提取青杄根、茎、针叶、花粉、种子及萌发不
同时间花粉、种子的总RNA,利用Fermentas公司
的反转录试剂盒(RevertAidTM First Strand cDNA
Synthesis Kit)合成PwELP1的第一链cDNA。以
青杄EF-1α[12]为内参基因,利用天根公司的荧光定
量PCR试剂盒(SYBR Green SuperReal Premix)在
ABI StepOnePlus实时荧光定量PCR仪进行 RT-
qPCR试验,分析PwELP1的组织特异性表达及在
不同激素和逆境等条件下的响应模式。其中,组织
特异性表达试验均为未经任何处理的材料;花粉和
种子不同萌发时期的基因表达试验中,所用为萌发
培养不同时间的材料;幼苗逆境响应的基因表达试
验中,采用各逆境条件下处理相应时间的材料。
RT-qPCR试验结果均为3次试验的平均值。
2 结果与分析
2.1 PwELP1的克隆
PwELP1的全长cDNA序列为832bp,在101
58第10期 郜银涛,等:青杄类伸展蛋白基因PwELP1的克隆及表达分析
bp处发现起始密码子ATG,在578bp处发现终止
密码子TGA,在812bp处发现Poly(A)21尾巴,编
码区序列共480bp,编码159个氨基酸(图1)。经
过Compute pI/Mw工具分析得出,编码蛋白理论
等电点为5.81,分子质量为17.03ku。根据编码区
序列设计引物ELP-LP与ELP-RP,PCR后经过纯
化回收,连接到pEASY-T1载体上,得到PwELP1
的单克隆。
图1 PwELP1的cDNA核酸序列及推导的氨基酸序列
Fig.1 Ful length cDNA sequence and the deduced amino acids of PwELP1
2.2 PwELP1同源蛋白序列比对、二级结构预测及
系统树构建
经过同源检索,得到了不同物种中的ELP1同
源基因(表2)。利用clustalx工具对同源蛋白的氨
基酸序列进行多序列比对,结果(图2)显示,不同物
种类伸展蛋白序列的相似程度在50%以上,蛋白的
N端与C端均有比较保守的结构域,N端存在较为
保守的CDNCNAG氨基酸序列;利用Espript工具
进行多序列比对后的蛋白二级结构预测结果,与用
Jpred预测的蛋白二级结构结果相符,即PwELP1
蛋白二级结构由1个α-螺旋、5个β-折叠与3个β-
转角结构构成。
根据PwELP1的同源蛋白序列及其多序列比
对结果,利用 MEGA 5软件构建系统发育树,结果
(图3)表明,北美云杉的PsELP蛋白与PwELP1蛋
白高度同源,被归为同一簇。
表2 PwELP1同源基因相关信息
Table 2 Homological genes of PwELP1
物种
Species
序列号
Accession number
基因名称
Gene name
E值
Evalue
北美云杉Picea sitchensis HM201142 PsELP 8×e-98
风信子Hyacinthus orientalis AY389616 HoELP 3×e-21
玉米Zea mays EU952755 ZmPSPC13 2×e-20
华东葡萄Vitis pseudoreticulata DQ336287 VpPSP 2×e-20
拟南芥Arabidopsis thaliana AT4G08685 AtSAH7 1×e-16
蓖麻Ricinus communis XM_002513839 RcPSPC13 4×e-20
68 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第44卷
图2 PwELP1同源蛋白序列比对及其二级结构预测
α.α-螺旋;β.β-折叠;TT.β-转角;Consensus代表同源序列;acc.Accessibility;各序列代表物种与表2同
Fig.2 Multiple sequence alignment and secondary structure of PwELP1
α.α-helix;β.β-sheet;TT.β-turn;Consensus represents homologous sequence;acc.Accessibility;
The information of sequences are identical with Table 2
图3 PwELP1蛋白序列的系统发育树
Fig.3 Phylogenetic tree of PwELP1protein sequence
2.3 PwELP1蛋白的三级结构预测
利用swiss-model工具进行PwELP1蛋白的三
级结构预测,结果显示,青杄PwELP1蛋白在空间
上由数量不同的α-螺旋、β-折叠和β-转角构成,还存
在部分无规则卷曲结构(图4),印证了二级结构的
预测结果。
2.4 PwELP1基因的表达分析
2.4.1 青杄各组织RNA的提取 利用RNA提取
试剂盒,提取青杄根、茎、针叶、花粉和种子的RNA,
琼脂糖凝胶电泳结果显示,青杄各组织总 RNA的
18S与28S条带清晰,表达量比较稳定,可以进行后
续的RT-qPCR试验(图5)。
78第10期 郜银涛,等:青杄类伸展蛋白基因PwELP1的克隆及表达分析
图4 swiss-model预测的PwELP1三级结构
Fig.4 Predicted tertiary structure of
PwELP1by swiss-model
图5 青杄各组织总RNA的提取
A.各组织RNA;B.萌发不同时间的花粉RNA;
C.萌发不同时间的种子RNA
Fig.5 Total RNA extraction of different tissues of Picea wilsonii
A.Total RNA extraction of tissues;B.Total polen RNA in different periods
of germination;C.Total seeds RNA in different periods of germination
2.4.2 PwELP1的组织特异性表达 由图6可
见,青杄PwELP1在花粉中的表达量最高,在其他
组织中的表达量相对较低。
2.4.3 在不同发育时期花粉中的表达 由图7可
见,青杄PwELP1在花粉萌发的0~24h表达量较
低且稳定,在发育后期(30~36h)表达量逐步增加。
图6 PwELP1在青杄不同组织中的相对表达量
Fig.6 Relative expression levels of PwELP1in
different organs of Picea wilsonii
图7 PwELP1在不同发育时期青杄花粉中的相对表达量
Fig.7 Relative expression levels of PwELP1in different
polen germination stages of Picea wilsonii
2.4.4 在萌发不同时期种子中的表达 PwELP1
在萌发不同时期青杄种子中的相对表达量见图8。
图8 PwELP1在萌发不同时期青杄种子中的相对表达量
Fig.8 Relative expression levels of PwELP1in various
seed germination stages of Picea wilsonii
由图8可见,青杄PwELP1在种子萌发早期
(吸胀期,第2天)表达量较高,在分化生长及营养生
长阶段(4~12d)表达量有所下降,并且维持相对稳
定的水平。
2.4.5 在不同逆境处理下幼苗中的表达 由图9
可见,在低温(4℃)、高温(42℃)、脱落酸(ABA)、
茉莉酸甲酯(MeJA)、H2O2、脱水这几种逆境处理
下,PwELP1表达量均表现出较为明显的起伏差
异。其中,在低温(4 ℃)、茉莉酸甲酯(MeJA)、
H2O2、脱水处理下,PwELP1表达量呈现出先上升
后下降的趋势,在3h左右达到最高值(图9-A-
D);在高温(42℃)处理下,PwELP1表达量在0~3
h表现出明显的上升趋势,后期则急剧下降(图9-
88 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第44卷
E);脱落酸(ABA)处理下,PwELP1表达量呈现出
先上升后下降之后再微弱上升的趋势,最高值出现
在6h前后(图9-F)。
图9 PwELP1在不同逆境处理下青杄幼苗中的相对表达量
A.低温(4℃);B.茉莉酸甲酯(MeJA);C.H2O2;D.脱水;E.高温(42℃);F.脱落酸(ABA)
Fig.9 Relative expression patterns of PwELP1in Picea wilsonii seedling under various tolerance treatment experiments
A.Chiling(4℃);B.Methyl jasmonate(MeJA);C.Hydrogen peroxide(H2O2);D.Dehydration;E.Heat(42℃);F.Abscisic acid(ABA)
3 讨 论
类伸展蛋白在植物的多种生理进程中发挥重要
作用,如花粉生长发育、生物胁迫响应等。本研究以
青杄cDNA文库为模板,以ELP基因的EST序列
设计引物,通过RACE-PCR得到了PwELP1的末
端序列,经过序列拼接得到了PwELP1的全长cD-
NA序列,通过生物信息学检索可以发现,不同植物
ELP蛋白的氨基酸构成具有多样性,通过系统发育
树和多序列比对可以看出,北美云杉中的PsELP
(HM201142)与PwELP1高度同源,由于北美云杉
与青杄同属松科植物,两者在形态学上具有很高的
相似性,因此推测两物种在进化上有相同的祖先。
细胞壁作为植物细胞的保护层,主要起到支撑
细胞和抵抗病原体的作用[13],在细胞壁中存在大量
的功能蛋白,如抵抗病原体的植物防卫素(plant de-
fensin)[14]、参与植物果实生长的木糖酶类[15],以及
在细胞壁形态建成及生物胁迫等生理过程中起到重
要作用的阿拉伯半乳糖蛋白等[16]。从已有的研究
来看,类伸展蛋白家族的种类和数量还不确定,且主
要存在于植物的细胞壁中,预测不同的ELP蛋白可
能参与不同的生理功能。值得注意的是,在人类精
细胞蛋白组中也发现了拥有ELP结构域的蛋白,其
主要定位在精细胞表面,通过与CABYR互作参与
98第10期 郜银涛,等:青杄类伸展蛋白基因PwELP1的克隆及表达分析
信号的转导[17]。类伸展蛋白功能的多样性也预示
着PwELP1蛋白可能具有多重生理功能。GOR工
具预测此蛋白包含18.24%的α-螺旋,55.35%的无
规则卷曲结构[18]。ProtParam 工具计算该蛋白的
不稳定指数为48.96,说明此蛋白不稳定,预测蛋白
会进一步被修饰,如糖基化、脯氨酸羟基化等[19],因
此该蛋白很可能在不同生理条件下发生不同程度的
修饰等,进而在多种生理活动中发挥功能。
本试验中,PwELP1在成年青杄花粉中表达量
最高,说明PwELP1在花粉生长及发育过程中可能
起到重要作用,进而说明其在青杄的生殖发育过程
中发挥一定作用。为了验证不同时期青杄花粉萌发
时PwELP1的表达量变化,利用RT-qPCR检测了
花粉萌发不同时期的PwELP1表达量,结果发现,
在花粉管生长的末期(30~36h)PwELP1表达量
达到最大值,此时,花粉管的生长已经趋于停止,预
测PwELP1可能参与此生理过程。
本研究发现,PwELP1表达量在种子吸胀期上
升,在这段时期,种子吸收大量水分后,细胞将急剧
膨胀增大。有研究表明,伸展蛋白(extensin)具有限
制细胞生长的作用[20],推测PwELP1蛋白也有类似
的功能,而细胞进入分化、增殖阶段后,其表达量则
保持相对稳定。
本研究发现,在低温(4℃)、茉莉酸甲酯(Me-
JA)、H2O2、脱水处理下,PwELP1表达量呈现出先
上升后下降的趋势,在3h左右达到最高值;在高温
(42℃)处理下,PwELP1的表达量在0~3h表现
出明 显 的 上 升 趋 势,后 期 则 急 剧 下 降,表 明
PwELP1基因参与了高温胁迫的响应过程,处理后
期下降则很可能是因为植物组织细胞受到高温胁迫
而使细胞受到伤害所致;在脱落酸(ABA)处理下,
PwELP1表达量呈现出先上升后下降之后再微弱
上升的趋势,最高值出现在6h左右,前期表达趋势
与其他逆境条件一致,说明PwELP1基因可能参与
ABA响应过程。在上述激素和非生物胁迫处理下,
PwELP1表达量均在处理早期出现了表达量上调
的现象,推测PwELP1能够在这些激素处理和非生
物胁迫早期发挥作用。最近有研究证实,对甘蓝型
油菜的保卫细胞原生质体进行脱落酸(ABA)和茉
莉酸甲酯(MeJA)处理后,分别鉴定出了65和118
个可能对这两种激素处理有响应的氧化还原敏感型
蛋白,其中就各包含1种类伸展蛋白[21]。在本试验
中,PwELP1对多种激素和非生物胁迫处理都出现
了不同的响应,显示其在植物的生长发育和胁迫响
应过程中发挥多种功能,尤其是PwELP1在种子和
花粉萌发过程以及激素早期响应过程中的功能值得
深入研究。
4 结 论
从青杄cDNA文库中克隆了类伸展蛋白基因
PwELP1的cDNA全长,编码区序列长480bp,编
码159个氨基酸;编码蛋白理论等电点为5.81,分
子质量为17.03ku,在空间结构上由数量不同的α-
螺旋、β-折叠和β-转角构成,还存在部分无规则卷曲
结构。PwELP1在青杄种子和花粉萌发等多种生
理过程中发挥作用,同时可能参与了青杄对低温、高
温、茉莉酸甲酯(MeJA)、H2O2、脱水以及脱落酸
(ABA)等非生物逆境胁迫的响应过程。
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