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Clone and Expression of NAC Transcription Factor Gene OpNAC026 from Olimarabidopsis pumila

无苞芥NAC转录因子基因OpNAC026的克隆与分析



全 文 :书西北植物学报!
"#$
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%$
"
#
#$
""%&""(%
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!!
文章编号$
#""")("!$
"
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#
"#)""%&)"&
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!"#
$
#"*&+"+
%
,
*-../*#""")("!$*!"#$*"#*""%&
收稿日期$
!"#()"0)"$
&修改稿收到日期$
!"#()#!)"#
基金项目$国家自然科学基金"
1#%"%%"!
&
%#"+"#(0
#&石河子大学高层次人才启动项目"
2345!""0"!
#
作者简介$魏艳玲"
#060
#!女!在读硕士研究生!主要从事生物化学与分子生物学研究
7)89-:
$
;
9/:-/
<
=#(%
!
#+%*>?8
"
通信作者$黄先忠!教授!主要从事植物分子遗传研究
7)89-:
$
@-9/AB?/
<
B#"+
!
#+%*>?8
无苞芥
$%&
转录因子基因
,
1
2!3()
的克隆与分析
魏艳玲!黄先忠"
"石河子大学 生命科学学院!农业生物技术重点实验室!新疆石河子
6%!""%
#

!
要$在新疆耐逆植物无苞芥幼苗
>CDE
文库的随机克隆测序结果中!发现
#
条与拟南芥
DE3
转录因子基因
!"#!$"!+
高度相似的
$F

7GH
序列"
IJ/K9/L
登录号为
M4#$#6$(
#!对该克隆进行
%F
端测序!拼接得到一条全长
#%!&N
O

>CDE
序列!该序列包含一个
0"+N
O
的最大开放阅读框"
P2Q
#!推测编码
%"#
个氨基酸根据该
P2Q
序列设计引物!利用
2H)R32
技术对其进行克隆!将该基因命名为
%
&
#!$"!+
"
IJ/K9/L
登录号为
ST($&+!#
#
理化性质分析表明!
P
O
DE3"!+
蛋白是一个无跨膜区域的亲水蛋白!在
D
端具有一段保守结构域&蛋白质二级结
构预测显示!
P
O
DE3"!+
蛋白包含
$(

"
)
螺旋和
#!

#
)
转角系统进化树分析表明!
%
&
#!$"!+
基因与拟南芥
!"#!$"!+

!"#!
进化关系最近实时荧光定量
R32
"
U
2H)R32
#分析显示!
%
&
#!$"!+
基因在无苞芥的各
组织中都有表达!在叶中表达量最高&高盐胁迫处理
!(B
(干旱
#!B
(
EKE+B
(
V
低温
6B
处理均可明显诱导
%
&
#!$"!+
基因的表达研究表明!
%
&
#!$"!+
基因可能参与无苞芥抗逆机制的调控
关键词$无苞芥&
%
&
#!$"!+
&克隆&抗逆&基因表达
中图分类号$
W&6$
&
W&6+
文献标志码$
E
&*"+,-+!./
0
1,22#"+"3$%&41-+251#
0
6#"+7-56"18,+,
,
1
2!3()31"9,*-4$($5-.&
1
6-6
1
74-*$
X7YZ9/:-/
<
!
[1EDI5-9/AB?/
<
"
"
SJ
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\9N?]9^?]
;
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<
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!
3?:J
<
J?_\-_JG>-J/>J.
!
GB-BJA-1/-`J].-^
;
!
GB-BJA-
!
5-/
,
-9/
<
6%!""%
!
3B-/9
#
%:261-56
$
E/J@
O
]J..Ja.J
U
bJ/>J 9^
<
"
IJ/K9/L9>>J..-?//b8NJ]
$
M4#$#6$(
#
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B-
<
B:
;
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O
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&
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!
B^]?b
<
B.J)
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bJ/>-/
<
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;
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O
]J`-?b.:
;
>?/.^]b>^Ja>CDE:-N]9]
;
?_%0+2)()*+,-
&
.+.
&
32+0):J9`J.*HB-.>:?/J=9..J
U
bJ/>Ja_]?8 B^J%FJ/a
!
9/a9_b:):J/
<
B^>CDE?_#%!&N
O
=9.?N^9-/Ja
9_^J].J
U
bJ/>J9..J8N:
;
*Y^.?
O
J/]J9a-/
<
_]98J
"
P2Q
#
=9.0"+N
O
!
9/aJ/>?aJ.%"#98-/?9>-a.*HBJ
O
]-8J].=J]JaJ.-
<
/Ja9>>?]a-/
<
?^ B^JP2Q9/a B^-.
<
J/J=9.>:?/Ja_]?8%4
&
32+0)N
;
2H)R32 J^>B)
/-
U
bJ
!
=B->B=9.aJ.-
<
/9^Ja9.%
&
#!$"!+
"
IJ/K9/L9>>J..-?//b8NJ]
$
ST($&+!#
#
*RB
;
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O
]?
O
J]^
;
9/9:
;
.-..B?=Ja^ B9^ P
O
DE3"!+-.9B
;
a]?
O
B-:->
O
]?^J-/=-^B9>?/.J]`Jaa?89-/9^-^.D)^J]8-)
/9:]J
<
-?/
!
9/aP
O
DE3"!+B9./? ]^9/.8J8N]9/Ja?89-/
!
-/a->9^-/
<
B^9^ -^-./?^ 9 ]^9/.8J8N]9/J
O
]?)
J^-/*HBJ.J>?/a9]
;
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;
.-..B?=Ja B^9^ P
O
DE3"!+>?/^9-/.$(
"
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#
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O
B
;
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<
J/J^->9/9:
;
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&
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<
J/J^->L-/.B-
O
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!
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<
B^9^ B^J
;
NJ:?/
<
Ja ?^ B^J.98JJ`?:b^-?/9]
;
N]9/>B*Wb9/^-^9^-`J]J9:)
-^8JR32
"
U
2H)R32
#
]J`J9:Ja B^9^ %
&
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O
:9
;
Ja98b>BN]?9aJ]J@
O
]J..-?/]9/
<
J9^ %4
&
32+0)
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!
=-^B989@-8b8J@
O
]J..-?/-/:J9`J.*HBJ^]9/.>]-
O
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!
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!
+B?_EKE ]^J9^8J/^9/a6B?_(V
]^J9^8J/^
!
]J.
O
J>^-`J:
;
*Pb]]J.J9]>B-/a->9^Ja^ B9^ %
&
#!$"!+8-
<
B^ >?/^]?:^BJ8J>B9/-.8?_]J.-.^9/>J
-/%4
&
32+0)*
;,
<
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$
%0+2)()*+,-
&
.+.
&
32+0)
&
%
&
#!$"!+
&
>:?/-/
<
&
.^]J..^?:J]9/>J
&
<
J/JJ@
O
]J..-?/
!!
DE3
转录因子是植物特有的调控多种生物学
过程的转录因子!广泛分布于陆生植物中
DE3

族的命名源于矮牵牛"
67"31+)/
8
*(+,)
#
#!
"
/?
9
O
->9:8J]-.^J8
#和拟南芥"
!()*+,-
&
.+."/)0+)1)
#
!9!:#
(
!9!:!
以及
$;$!
"
>b
O
).B9
O
Ja>?^
;
:J)
a?/
#基因)#)!*对多种植物的
DE3
基因进化关系
分析表明!
DE3
基因家族包含
&
个亚家族!其中
+
个亚家族为各科植物所共有!而另一个亚家族为茄
科所特有!命名为
HDE3G
"
?^N9>>?DE3
<
J/J.
#
)
%
*

DE3
蛋白的
D
端高度保守!由大约
#+"
个氨基酸
残基组成!可分为
E
(
K
(
3
(
C

7

$
个亚结构
域)(*!可能负责与
CDE
及其他蛋白结合)$*其中!
亚结构域
K

7
保守性不强!
E
(
3
(
C
高度保守!
3

C
序列中包含核定位信号!可能参与
DE3
转录
因子与特定的启动子元件的识别过程)(*
目前已发现多个
DE3
蛋白参与植物对逆境的
响应)+)&*!并且部分
DE3
蛋白参与了植物生长发育
和环境胁迫应答过程中激素调节相关过程)6*拟南

!#!$"#0
(
!#!$"$$

!#!$"&!
的表达均受
到干旱(高盐以及脱落酸"
EKE
#的诱导!它们能显
著提高植株的抗逆能力)0*拟南芥中编码
DE3

白的
!"<=!+

EKE
信号途径中发挥作用)#"*此
外!过量表达
%.#!$+
基因的水稻虽然生长慢(产
量低!但却显示出对干旱(高盐以及枯萎病的较强抗
性)##*基因表达谱显示!小麦的
9)#!$!
基因表
达响应干旱(盐(寒冷和脱落酸处理)#!*分析
DE3
转录因子在逆境胁迫应答过程中的作用机制是研究
DE3
基因功能非常重要的一方面!因为很多
DE3
转录因子在植物对逆境胁迫应答中扮演了非常重要
的角色!但目前对其分子机制却知之甚少!因此对
DE3
转录因子的研究很重要
无苞芥"
%0+2)()*+,-
&
.+.
&
32+0)
#为新疆广泛
分布的十字花科早春短命植物!俗称小拟南芥!与拟
南芥相比!二者形态和生活史极为相似!但无苞芥更
能适应新疆特殊的环境)#%)#(*!其基因组大小约为拟
南芥的
!
倍)#$*近年来已从无苞芥克隆了抗逆相
关基因
%
&
#>?#
)
#+5#&
*
(
%
&
@6
)
#6
*和
%
&
A:6
)
#0
*

期构建了一个无苞芥经高盐胁迫诱导的均一化
>C)
DE
文库并进行了测序分析)!")!#*!在测序结果中发
现了多个
DE3
转录因子基因表达明显受到高盐胁
迫诱导本研究从中选取一个
DE3
转录因子基因
进行克隆!从生物信息学方面对其进行分析!并分析
了该基因的表达模式!为该基因功能的后续研究做
了铺垫
#
!
材料和方法
>*>
!

!

无苞芥种子采自石河子蘑菇湖周边的盐碱地!
参照文献)
#+
*中的方法对种子进行灭菌和室内
培养
>*(
!

!

>?(?>
!

@$%
提取及
5A$%
合成
!
采用
2DE
O
]J
OO
b]JR:9/^ S-^
试剂盒"
H-9/
<
J/
#提取无苞芥
幼苗叶片总
2DE
!将质量完好的
2DE
置于
6"V
冰箱中保存备用利用
T)T\d 2J`J].JH]9/)
.>]-
O
9^.J
"
R]?8J
<
9
#参照说明书的方法合成
>CDE

#

>?(?(
!
无苞芥
,
1
2!3()
基因的克隆
!
利用
CDEGHE2
序列拼接软件将无苞芥文库单克隆
$F
端正向测序获得的
7GH
序列"
IJ/K9/L
登录号为
M4#$#6$(
#与
%F
端反向测序的结果拼接!去除载体
序列后获得一条完整的基因序列
%
&
#!$"!+
"
IJ/)
K9/L
登录号为
ST($&+!#
#利用序列分析软件
CDETED
分析该基因的完整开放阅读框"
P2Q
#
根据 该
P2Q
设 计 引 物
P
O
DE3"!+)Q

P
O
)
DE3"!+)2#
"表
#
#!以无苞芥叶片
>CDE
为模板进

2H)R32
扩增!
R32
体系参照
BC9)
D
"
H9S929
#

>
!
本研究所用的
B&@
引物序列
H9N:J#
!
R32
O
]-8J].b.Ja-/^ B-..^ba
;
引物名称
R]-8J]
引物序列
R]-8J].J
U
bJ/>J
"
$F)%F
#
功能
Qb/>^-?/
P
O
DE3"!+)Q
P
O
DE3"!+)2#
EHIIIHEHHEIEIEIEEEIE
H3EHHI33HEEE3H3IEEII
基因克隆
IJ/J>:?/J
P
O
DE3"!+)2H)Q
P
O
DE3"!+)2H)2
I3H3H3EIEII3EEI3HIHH
I3H3HEEE3I3IH3IHEE33
基因表达分析
IJ/JJ@
O
]J..-?/
E>^-/!)Q
E>^-/!)2
3E3HIHI33EEH3HE3IEIIIH
3E3EEE3IEIII3HIIEE3EEI
内参基因
2J_J]J/>J
<
J/J
6%
西
!

!

!

!

!

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$

说明书反应程序为
0(V
预变性
(8-/
&
0(V
变性
($.
!
+"V
退火
($.
!
&!V
延伸
(".
!
%$
个循环后!
&!V
延伸
#"8-/

R32
产物经
#c
琼脂糖凝胶电
泳检测并回收后!连接
O
TC#6)H
"
H9S929
#载体并
转化
C[$
"
感受态细胞!菌落
R32
验证后!将鉴定
正确的阳性克隆进行测序分析
>?(?C
!
,
1
2!3()
基因生物信息学分析
!
P
O
)
DE3"!+
蛋白质氨基酸组成(相对分子质量(等电
点(疏水性等理化性质的分析利用
7@REG
;
网站
R]?^R9]98
工具 "
B^^
O
$%%
===*J@
O
9.
;
*>B
%
?^?:.
%
O
]?^
O
9]98*B^8:
#进行)!!*利用
CDETED
软件预
测基因的
P2Q
及其编码的氨基酸序列利用
HT)
[TT
"
B^^
O
$%%
===*>N.*a^b*aL
%
.J]`->J.
%
HT)
[TT)!*"
%#分析该蛋白的跨膜区&蛋白的二级结
构利用
GPRTE
软件分析!蛋白的三级结构通过
G=-..8?aJ:
"
B^^
O
$%%
.=-..8?aJ:*J@
O
9.
;
*?]
<
%#软
件预 测利 用
D3KY

K:9.^
O
程 序 检 索
P
O
)
DE3"!+
的同源蛋白!氨基酸序列的多重比对采用
3:b.^9:X
程序完成!用
T7IE(*"
软件构建系统
进化树)!%*!其中用
DJ-
<
BN?])M?-/-/
<
方法进行
#"""

K??^).^]9
O
分析)!(*
>?(?D
!
,
1
2!3()
基因的组织和胁迫表达分析
!
无苞芥幼苗分别用高盐"
!""88?:
%
\D93:
#(干旱
"
!"c R7I)+"""
#(
EKE
"
#""
$
8?:
%
#和低温"
(
V
#处理!处理方法参照文献)
#0
*进行收集各处理
幼苗样品及无苞芥根(茎(叶(花(果荚样品!置于
6"V
保存备用!总
2DE
的提取及
>CDE
模板的
合成方法同
#*!*#
采用实时荧光定量
R32
"
U
2H)
R32
#技术进行基因的组织表达和胁迫表达分析
基因特异引物为
P
O
DE3"!+)2H)Q

P
O
DE3"!+)
2H)2
!内参引物为无苞芥肌动蛋白基因
!E"+1!
"
M4#$#00#
#的引物
E>^-/!)Q

E>^-/!)2
"表
#
#
U
2H)R32
采用
GZK2 R]J8-@BC9)
D
HT
%
"
R]J_J>^ 2J9:H-8J
#试剂盒"
H9S929
#标记反应产
物!利用
EK&$""Q9.^
实时荧光定量
R32
仪"
\-_J
HJ>B/?:?
<
-J.
!
Q?.^J]3-^
;
!
3E
!
1GE
#进行扩增在
#"
$
的反应体系中进行
R32
反应!含
>CDE
模板
!
$
!
1:^]9GZK2T-@^b]J$
$
!
#"
$
8?:
%
的上下
游引物各
"*!
$
反应程序为
0$ V
预变性
#"
8-/
!
0$V
变性
#$.
!
+"V
退火
#8-/
!
("
个循环!
+"
V
读取荧光值检测每份样品的目的基因和
!E5
"+1!
内参基因
$^
值!每份样品
%

R32
重复实
验数据采用
!

##
$^ 法进行相对定量分析)#6*!以未胁
迫处理材料的
82DE
水平设定为标准值
#

!
!
结果与分析
(?>
!
无苞芥
,
1
2!3()
基因的克隆与分析
在无苞芥幼苗
>CDE
文库测序结果中!发现
#

$F

7GH
序列"
IJ/K9/L
登录号为
M4#$#6$(
#与
拟南芥转录因子基因
!"#!$"!+
的氨基酸序列相
似性为
0(c
将该序列与
%F
端反向测序的结果拼
接!去除载体序列后!获得一条全长
#%!&N
O

>C)
DE
序列"
IJ/K9/L
登录号为
ST($&+!#
#!将该基
因命名为
%
&
#!$"!+

%
&
#!$"!+
基因包含
#

0"+N
O
的最大
P2Q
!编码蛋白由
%"#
个氨基酸组成
"图
#
#以无苞芥叶片
>CDE
为模板!通过
2H)
R32
技术扩增出了该基因的
P2Q
序列
(?(
!
,
1
2!3()
基因的生物信息学分析
%
&
#!$"!+
编码蛋白的理化性质分析表明!该
蛋白的分子式为
3
#(00
[
!!06
D
(!!
P
($%
G
+
!分子量为
%%+&#*+C9
!等电点为
6*6#
!属于稳定蛋白疏水
性预测结果"图
!
#表明!多肽链第
&6
位的精氨酸
2
"
E]
<
-/-/J
#具有最低的分值
!*6""
!第
##$
位的赖
氨酸
S
"
;
.-/J
#具有最高的分值
#*($+
由于亲水
性越强氨基酸分值越低(疏水性越强分值越高!在整
条链中!亲水性氨基酸多于疏水性氨基酸!所以无苞

P
O
DE3"!+
是亲水性蛋白跨膜结构分析表明!

#
!
%
&
#!$"!+
基因核苷酸序列及推测氨基酸序列
矩形方框表示起始密码子&
"
表示终止密码子
Q-
<
*#
!
Db>:J?^-aJ.J
U
bJ/>J?_%
&
#!$"!+9/a
B^JaJab>Ja98-/?9>-a.J
U
bJ/>J
2J>^9/
<
b:9]N?@-..^9]^>?a?/
&
"
-/a->9^J.^J]8-/9^-?/>?a?/
0%
#

!!!!!!!!!!!
魏艳玲!等$无苞芥
DE3
转录因子基因
%
&
#!$"!+
的克隆与分析
PO
DE3"!+
蛋白无明显的跨膜结构域!因此
P
O
)
DE3"!+
可能不是膜蛋白
二级结构预测表明
P
O
DE3"!+
蛋白的氨基酸
序列中共有
"
)
螺旋"
E:
O
B9BJ:-@
#
$(
处!占二级结构

#&*0(c
&延伸链"
7@^J/aJa.^]9/a
#
$+
处!占二级
结构的
#6*+c
&
#
)
转角"
KJ^9 b^]/
#
#!
处!占二级结
构的
%*00c
&无规卷曲"
29/a?8>?-:
#
#&0
处!占二
级结构的
$0*(&c
"图
%
!
E
#
G=-..)8?aJ:
同源建
模分析其对应的三级结构"图
%
!
K
#!结果表明该蛋
白与拟南芥的三级结构相似性为
6$*#!c


P
O
DE3"!+
与其他
0
个物种的
DE3
蛋白氨
基酸序列进行同源比对分析!这
0

DE3
蛋白分别
为$拟 南 芥
E^DE3"!+
"
!()*+,-
&
.+."/)0+)1)
!
DR
+
$+&&&%*#
#(草莓
Q`"&!
"
:()
F
)(+)G7.E)
!
5R
+
""(!0#++&*
#
#(桑树
T/DE3"&!
"
-(3.1-")*+0+.
!
75K%&0"+*#
#(甜

3.DE3"&!
"
$+"(3..+171.+.
!
5R
+
""+(+(&"6*#
#(葡萄
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+
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+
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O
DE3"!+
蛋白的亲水性预测
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DE3"!+
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EId$(+0(*#
#经
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比对表明"图
(
#!在
DE3
转录因子
D
端 有一段保守的氨基酸序列!约包括
#&"
个氨基酸
残基!已有报道表明这段保守的氨基酸序列可分为
E
(
K
(
3
(
C

7

$
个亚结构域)(*!可能负责与
CDE
及其他蛋白结合)$*而不保守的
3
端结构决
定了各自特定的功能!说明不同物种的
DE3
转录
因子在调控生物过程中既具有保守的功能!也可能
具有各自不同的功能
(?C
!
E
0
$%&()
蛋白的系统进化树分析
通过
D3KY
数据库检索
P
O
DE3"!+
的同源蛋
白序列!利用
T7IE(*"
软件构建了
P
O
DE3"!+
与其他植物的
DE3
家族转录因子的系统进化树
"图
$
#结 果 表 明
P
O
DE3"!+
与 拟 南 芥
E^)
DE3"!+
(
E^DET
的亲缘关系最近!属于同一进化
分支
(?D
!
,
1
2!3()
基因的组织与胁迫表达分析
U
2H)R32
实验结果表明!
%
&
#!$"!+
基因在
无苞芥的根(茎(叶(花(果荚中均表达!但在叶片的
表达量最高!在其它组织中表达量相对较低"图
+
#

!
&
%
片真叶期无苞芥幼苗进行高盐"
!""
88?:
%
\D93:
#(干旱"
!"c R7I)+"""
#(
EKE
"
#""
$
8?:
%
#和低温"
(V
#处理!
U
2H)R32
实验表明!
盐胁迫处理
!(B

%
&
#!$"!+
基因表达明显上
升!并且持续
&!B
一直高表达&干旱"
!"c R7I)
+"""
#胁迫
!
&
+B
!
%
&
#!$"!+
基因表达呈下降趋
势!
#!B
后表达迅速上升&
#""
$
8?:
%
\EKE
胁迫处
理至
+B
!基因缓慢上调表达!
6B
迅速上调达到最
高水平!
#!B
后有所下降&低温"
(V
#胁迫
+B

内!
%
&
#!$"!+
基因表达呈下降趋势!但
6
&
#!B

%
!
%
&
#!$"!+
基因编码蛋白的结构预测
E*P
O
DE3"!+
蛋白的二级结构预测$大写字母为
%
&
#!$"!+
基因编码的氨基酸序列&
B*
"
螺旋&
>*
无规则卷曲&
J*
延伸链&
*^
#
转角&
K*P
O
DE3"!+
蛋白的三级结构预测
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无苞芥
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O
DE3"!+
同其他物种
DE3
家族蛋白氨基酸序列的多重比对
E
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亚结构域
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<
*(
!
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<
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DE3"!+9/a?^BJ]DE3_98-:
;
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O
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O
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明显上调表达"图
&
#可见高盐(干旱(
EKE
和低
温均能诱导
%
&
#!$"!+
基因的表达
%
!

!

DE3
转录因子在植物的生长发育(器官建成(
激素调节和防御抵抗多种生物和非生物胁迫等方面
发挥着重要作用
DE3
转录因子普遍存在于植物
中!并且在不同植物中
DE3
家族基因的数目和基
因的表达是不同的!拟南芥中至少包含
#"&

DE3
基因)!$*!而水稻"
%(
8
K).)"+G)
#中含有
#("
个)!+*
利用盐溶液处理拟南芥!仅在根中就发现有
%%

DE3
基因的表达受到显著影响)!&*前期我们构建
了无苞芥经高盐胁迫诱导的均一化
>CDE
文库!对
文库随机测序!在获得的近
!
万条
7GH
序列中发现了
#(
#

!!!!!!!!!!!
魏艳玲!等$无苞芥
DE3
转录因子基因
%
&
#!$"!+
的克隆与分析

$
!
P
O
DE3"!+
与其他植物
DE3
家族转录
因子基于氨基酸序列的进化树分析
$
代表本研究克隆的
P
O
DE3"!+
蛋白&图中分支点的
数字表示
K??^.^]9
O
验证中基于
#"""
次重复该节点
可信度的百分比&标尺代表每一位点碱基替换率
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DE3
转录因子相关序列"待发表资料#本研
究以
#!$"!+
为研究对象!首先从新疆无苞芥中克
隆了该基因的完整
P2Q
!编码
%"#
个氨基酸同其
他物种的
DE3
转录因子类似!
P
O
DE3"!+

D

有一段保守的氨基酸序列!
3
端的不保守结构说明
该转录因子在不同物种中的功能存在一定的差异
性系统进化树分析结果显示!
P
O
DE3"!+
蛋白与
拟南芥
E^DE3"!+

E^DET
的亲缘关系最近
组织表达分析表明
%
&
#!$"!+
基因虽然在无
苞芥各组织中均有表达!但主要在叶片中表达对
拟南芥
!"#!$"!+
基因的胁迫表达分析表明!在干
旱(高盐和
EKE
胁迫
%"8-/
后基因表达量明显升
高!并且直到
!(B
仍保持着较高的水平)#"*我们
的研究表明!
%
&
#!$"!+
基因的表达明显受到干
旱(高盐和
EKE
的诱导!但不像甜土植物拟南芥的
!"#!$"!+
基因诱导表达迅速分析原因!可能由
于无苞芥本身生长在逆境环境中!适应了其生存环

+
!
无苞芥
%
&
#!$"!+
基因组织表达模式
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32+0)

&
!
不同胁迫下
%
&
#!$"!+
基因的表达分析
括号内为
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处理时间
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&
#!$"!+
-/]J.
O
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D93:^]J9^8J/^ -^8J=-^B-/N]9>LJ^
境!胁迫早期!基因组中可能有其他耐逆相关基因在
起作用!随着胁迫时间的延长!
DE3
家族基因被迅
速诱导!和其他逆境诱导表达相关基因协同作用!增
强无苞芥的耐逆能力!使其在逆境下生存下来研
究结果也说明了不同植物的
DE3
家族基因在耐逆
性上既有保守的功能!对于不同逆境胁迫的精细调
控上又起着不同的作用
转录因子可能同时调控很多其他基因的表达!
这样通过操纵一个转录因子就可调控多个功能基因
发挥作用!从而达到改良植株性状的效果目前!我
们在进一步分析无苞芥其他
$"

DE3
家族基因!
以期了解它们的逆境胁迫表达特征及在无苞芥响应
逆境信号生理生态适应机制中的功能对不同植物
DE3
转录因子功能的研究!不仅有利于进一步理解
DE3
家族参与逆境胁迫的分子机制!也对将来利用
该类基因提高植物的耐逆性具有重要意义
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*
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!
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!
S\PPGC
!
7")0*HBJ/?9
O
->9:8J]-.^J8
<
J/J?_67"31+)-.]J
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b-]Ja_?]
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9^^ J]/_?]89^-?/-/J8N]
;
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O
]J..Ja9^ 8J]-.^J89/a
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)
M
*
*$700
!
#00+
!
FG
"
!
#$
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)
!
*
!
EYCET
!
YG[YCEH
!
Q1SESY[
!
7")0*IJ/J.-/`?:`Ja-/?]
<
9/.J
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+
#$
6(#6$&*
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*
!
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!
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!
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*
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72DGH[E
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