全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
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$
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%
-
+.//0+#""")"!$+!"#$+#"+#&&
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收稿日期$
!"#$)"$)!!
&修改稿收到日期$
!"#$)"1)!!
!!
基金项目$国家自然科学基金"
%#*"!1&
#
!!
作者简介$李
!
月"
#&1(
#!女!讲师!主要从事棉花分子生物学研究
2)34.
$
5.
6
78,&"$
!
#!,+9:3
!!"
通信作者$刘晓东!博士!副教授!主要从事棉花分子育种研究
2)34.
$
;.4:<:0
=
5.7*$
!
45.
6
70+9:3
海岛棉
123%4$
基因克隆及其在逆境胁迫下的表达分析
李
!
月!孔丽颖!李才运!李
!
翔!代培红!刘晓东#"
"新疆农业大学 农学院%农业生物技术重点实验室!乌鲁木齐
1%""$!
#
摘
!
要$该研究根据棉花生物信息数据库!采用
>?@
方法从棉花"
!"##
$%
&()*+)*,-.#-A+
#中克隆了
#
个
?BC
%
D@2B
转录因子基因!命名为
!)/01,
"
E80B40F
登录号为
G@!%%!$$
#
!)/01,
基因开放阅读框为
*$%H
I
!编码
!$#
个氨基
酸!预测分子量为
!*+1!FD
!等电点为
*+,1
氨基酸多重序列比对结果表明!
)/01,
基因编码的蛋白与其他植物冷
胁迫相关的
?BC
蛋白具有高度的同源性!含有
#
个
J>!
功能结构域和
!
个特征序列基序&与棉花已经克隆的

个
!2/01
基因的氨基酸序列差异较大!是
#
个新的棉花
/01
基因系统进化树分析表明!
!)/01,
基因属于
D@2B
亚
家族中的
J)#
亚组
@K)>?@
分析表明!
)/01,
基因表达受干旱胁迫下调!而受
L
低温上调!在高盐"
!""33:5
%
A
M4?5
#处理下其表达量先下降!后增加推测
!)/01,
基因在棉花非生物胁迫的调控中起重要作用
关键词$棉花"海岛棉#&
?BC
%
D@2B
转录因子&冷胁迫&克隆表达
中图分类号$
N*1$
&
N*1,
!!!
文献标志码$
J
%"&()&*+,&"-#-
.
"/123%4$0-*-!12345
6
+33#"-#-
,"22"-
"
1&55
67
-892$(2$.)/5)78
#
AOP78
!
GQMEA.
6
.0
=
!
AO?4.
6
70
!
AOR.40
=
!
DJO>8.S:0
=
!
AOTR.4:<:0
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"
"
G8
6
A4H:UJ
=
V.975WV745B.:5:
=
.945K89S0:5:
=6
!
?:58
=
8:UJ
=
V:0:3
6
!
R.0
-
.40
=
J
=
V.975W7V45T0.X8V/.W
6
!
TV73
Y
.1%""$!
!
?S.04
#
9:32+*(2
$
O0WS.//W7<
6
!
4
=
808809:<.0
=
WS8?BC
%
D@2BWV40/9V.
I
W.:0U49W:VZ4/./:54W8"
!"#3
#
$%
&()*+)*,-.#-A+
#
Z.WS>?@H4/8<:0H.:.0U:V34W.:0<4W4H4/8/+[8
Y
780984045
6
/.//S:Z8U75)580
=
WS:U!)/01,
"
E80B40F4998//.:0M:+G@!%%!$$
#
Z4/4*$%H
I
:
I
80V84<.0
=
UV438ZS.9S809:<8<
4
I
V:W8.0:U!$#43.0:49.I
V8<.9W8<3:589754VZ8.
=
SW:U!*+1!FD40<4./:8589WV.9
I
:.0W:U*+,1+
\75W.
I
58/8
Y
780984045
6
/.//S:Z8I
V:W8.0/S4V8S.
=
S/.3.54V.W
6
Z.WSWS:/8
I
540W9:5V854W8I
V:W8.0/.0:WS8V
I
540W/
!
ZS.9S9:0W4.0WS8954//.9J>!<:34.040=
04W7V8/8)
Y
78098/+KS8V84V8Y
78098<.UU8V8098/H8WZ880EH?BC,40I
:VW8<9:WW:0ES)
?BC/+>S
6
5:
=
808W.94045
6
/./V8X8458=
808940H8954//.U.8<.0W:J)#/7H)
=
V:7
I
:UWS8D@2B/7HU43.5
6
+@K)>?@4045
6
/./.0<.94W8I
V8//.:0:U!)/01,
=
808Z4/<:Z0)
V8
=
754W86
<8S
6
!
H7WZ4/7
I
)V8
=
754W86
9:5=
S/45.0.W
6
!
WS88;
I
V8//.:058X85:U
!)/01,
=
808<89V84/86
!
406
!
WS8/8V8/75W/.0<.94)
W86I
54
6
.3
I
:VW40WV:58/.0V8/
I
:0/8:U9:WW:0
I
540WW:4H.:W.9/WV8//8/+
;
<
="+!3
$
9:WW:0
"
!"##
$%
&()*+)*,-.#-
#&
?BC
%
D@2BWV40/9V.
I
W.:0U49W:V
&
9:5&
95:0.0
=
40<8;)
I
V8//.:0
!!
植物在生长发育过程中会面临各种逆境胁迫! 其中非生物胁迫"低温(干旱和高盐#是影响植物生
长发育(导致作物减产的主要因素植物作为固着
生物!不能趋利避害!为了克服这些不利的环境因
素!其体内形成了一套复杂的调控机制!涉及生理(
生化和与胁迫信号感知(信号传导(基因表达相关的
分子调控过程!最终通过代谢调控阻止细胞发生损
伤!产生环境适应性)#*转录因子是一类调控蛋白!
通过特异序列组成的
DMJ
结合功能域!结合下游
抗逆功能基因的启动子区!诱导或抑制相应基因的
表达!参与生命体不同生理生化途径的调控根据
转录因子的初级结构或三维结构的相似性和多聚化
结构域的结构特点!可以分为不同的家族目前!研
究表明在植物中存在至少
,
个转录因子家族)!)%*
其中!
MJ?
(
?!]!
锌指蛋白(
H^O>
和
_@GP
转录
因子家族是研究最多而且广泛参与非生物胁迫的几
个大家族))$*
?@K
%
D@2
"
?)V8
I
84W
%
<8S
6
I
:0/.X8
858380W
#顺式作用元件结合因子
?BC
%
D@2B
!属于
J>!
%
2@C
亚家族的
DMJ
结合蛋白!能够特异性结
合胁迫诱导基因启动子区域的
?@K
%
D@2
序列!激
活靶基因的表达),*如干旱和高盐等非生物胁迫!
能诱导
/01
基因的表达!进而激活
/45
基因的表
达!通过基因产物的作用增强植物的抗逆性)**该
家族首先在拟南芥中被鉴定出来!是目前已报道的
重要的参与胁迫应答的转录因子在拟南芥中!响
应非生物胁迫的
,
个
/01
%
6570#
基因!分别参与
不同的逆境胁迫
/01#
%
6570#/
(
/01!
%
6570#0
和
/01%
%
6570#8
受冷胁迫诱导!
/01
%
6570#6
(
6570#7
%
661!
和
6570#1
%
661#
响 应 渗 透 胁
迫),!1*目前!已经在许多植物中鉴定克隆出
/01
%
6570
基因!如番茄(油菜(玉米(水稻(大麦和小麦
等)&)#*不同植物克隆出的这些同源基因具有高度
的保守性!表现出
?BC
转录因子典型的结构特性!
即
?
端有酸性激活区!
M
端有核定位信号区!中间
包含
#
个由
,"
多个氨基酸组成的
J>!
结构域和
!
个
?BC
特征基序"
>GG@
%
>JE@;GC;2K@]>
和
D[J_@
#
J>!
结构域含有
%
个反向平行
"
折叠
和
#
个
#
)
螺旋结构!参与调控基因的上游启动子区
结合!第
!
个
"
)
折叠的第
#
位缬氨酸和第
#&
位谷
氨酸!起着识别特异
DMJ
顺式作用元件的作用!
>GG>
%
@JE@
基序是核定位信号"
MA[
#
)
#$
*
根据
氨基酸结构特征!该转录因子被分为
,
个亚类)#,*
棉花作为重要的纤维和油料作物!在全球范围
内广泛种植!与水稻(小麦(玉米等主要作物相比!棉
花具有较强的抗旱(耐盐性尽管如此!由于全球气
候变化和环境污染!非生物胁迫已成为影响棉花正
常生长和产量的主要限制因子)#**因此!揭示棉花
耐逆的分子机理(克隆与逆境胁迫相关的重要功能
基因对于棉花耐逆性和广适应性的基因工程改良!
扩大棉花生产具有重要的战略意义本研究利用生
物信息学和
>?@
的方法!从海岛棉+新海
#,
,中克
隆了
#
个新的
/01
基因
!)/01,
!并对其序列特
征(在高盐(干旱和低温胁迫下的表达模式进行了研
究!为进一步了解
?BC
转录因子基因家族功能及其
调控的分子机制提供理论依据!为利用基因工程手
段提高棉花抗逆性提供重要信息
#
!
材料与方法
>+>
!
材
!
料
实验材料为海岛棉品种+新海
#,
,!由新疆农业
大学农学院作物遗传育种室提供选取"
!$`!
#
L
培养间生长一致的
#$<
苗龄的棉花幼苗!参照
A.
等)#1*已报道的棉花胁迫处理方法!分别进行干旱(
高盐和
L
低温处理干旱处理$将棉苗置于干净
的滤纸上!在"
!$`!
#
L
(相对湿度
$a
(连续光照
条件下进行自然干旱处理&高盐处理$将苗的根部浸
入
!""33:5
%
AM4?5
溶液中&冷处理$棉苗置于盛
有水"已预冷到
L
#的大烧杯中!放置于
L
培养
箱!持续光照每种胁迫处理
#"
株棉花分别于上
述各处理的
"
(
#
(
%
(
,
和
#!S
采集
!
株真叶叶片样
品!迅速置于液氮冷冻!用于总
@MJ
提取
>+?
!
方
!
法
>8?8>
!
总
@A9
的提取和
(BA9
的制备
!
采用改良
的
?KJB
法!参照
]7
等)#&*的方法提取棉花不同胁
迫处理时间点叶片的总
@MJ
!按照
K4G4@4
"公司#
@M4/8)CV88DM4/8O
试剂盒的方法消化基因组
DMJ
污染!按照
>V:38
=
4
"公司#
\)\Ab
反转录试
剂盒操作说明合成单链
9DMJ
!于
(!"L
保存!用
于基因胁迫表达特征分析
>8?8?
!
棉花
123%4
基因的克隆
!
以拟南芥
KJO@
"
SWW
I
$%%
ZZZ+4V4H.<:
I
/./+:V
=
%
.0<8;+
-
/
I
#的
89/01!
基因"
JKE!$*"+#
#的序列作为
B54/W>
查询序列!在棉花
2[K
数据库"
SWW
I
$%%
ZZZ+58)
:0;.8+9:3
#(植物转录因子数据库"
>KCD
!
SWW
I
$%%
I
540WWU#和美国国家生物技术信息中
心"
M?BO
!
SWW
I
$%%
ZZZ+09H.+053+0.S+
=
:X
#中搜索
J>!
%
2@C
亚家族基因与
JW?BC!
序列保守的
2[K
序列!以其在已公布的棉花基因组数据库"
SWW
I
$%%
ZZZ+
I
S
6
W:c:38+08W
%#中比对!获得了
#
个
9DMJ
"$&#
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
%$
卷
序列!然后根据此序列的
Q@C
"
Q
I
80V84<.0
=
UV438
#
序列设计引物"
ES?BC,C
$
$d)JKEEJEKJKKKE)
EJEJKKEJKK?K)%d
和
ES?BC,@
$
d)KKJEKJ)
JKEK?E??JKJJJK?J)%d
#以海岛棉 +新 海
#,
,
9DMJ
为模板!以高保真聚合酶
KV40/[W4VGD
>57/
"北京全式金#进行
>?@
扩增高保真
KV40/)
[W4VGD>57/
"
KV40/E80
#扩增反应体系为$
$e
KV40/[W4VGD>57/B7UU8V#"
$
A
&
!33:5
-
A
(#
$
$
A
&
KV40/[W4VGD>57/DMJ>:5
6
38V4/8
#
$
A
&模板
#
$
A
&正反向引物各
#
$
A
!补充水到
$"
$
A
反应条件为$
&L!3.0
&
&L#"/
&
,"L
%"/
&
,1L$/
!
%$
个循环!
,1L#"3.0
将扩增
产物经质量浓度为
#a
琼脂糖凝胶电泳检测!回收
目的片段连接至
>84/
6
)B570W 8^V:
克隆载体上"北
京全式金#!然后测序验证
>8?8C
!
棉花
123%4
基因的生物信息学分析
!
将
所得的
!)/01
基因的
Q@C
用
DMJ[W4V
翻译成蛋
白序列!并用
2R>J[
6
的
>V:W>4V43W::5
在线程序
"
SWW
I
$%%
Z8H+8;
I
4/
6
+:V
=
%
9
=
.)H.0
%
I
V:W
I
4V43
%
I
V:W)
I
4V43
#预测蛋白的分子量和等电点用
>/:VW
"
SW)
W
I
$%%
ZZZ+
I
/:VW+:V
=
%#在线工具完成蛋白亚细胞
定位预测以
JW2@C#
的
DMJ
结合域"
JW2@C#)
DMJ)H.0<.0
=
<:34.0
!
#
=
99
#做模板!利用
[_O[[)
\QD2A
"
SWW
I
$%%
/Z.//3:<85+8;
I
4/
6
+:V
=
%
Z:VF)
/
I
498
%#软件预测棉花
?BC
家族蛋白
J>!
%
2@C
结
构域的蛋白质三级结构模型利用
M?BO
的
B54/W>
对棉花蛋白序列进行氨基酸同源序列比对分析&由
DMJ\JM
软件完成多重序列比对分析&用
?57/W45
R
进行系统进化树分析!采用邻接法"
M8.
=
SH:V)
f:.0.0
=
!
Mf
#方法构建系统发生树!分支的可靠性评
价采用靴带分析"
B::W/WV4
I
!
#"""
#!采用
\2EJ$
对系统树进行作图
>8?8D
!
棉花
123%4
基因的半定量
@EFG,@
!
以
!)/01
基因的
EH?BC,C
和
EH?BC,@
引物为半定
量
@K)>?@
引物!以棉花
!28/:!
"基因登录号$
JP%"$*!+#
#为内参基因"
J?K!C
$
d)?EKJ?JJ)
?JEEKJKKEKE?KEE)%d
!
J?K!@
$
$d)EJJJK)
??J?JK?KE?KEEJJEEKE)%d
#!以干旱(高盐
和
L
低温处理不同时间点的海岛棉+新海
#,
,的
叶片
9DMJ
为模板!进行
@K)>?@
扩增
@K)>?@
反应体系为
!"
$
A
!包括
"+$
%
#
$
A9DMJ
(正反向
引物"
#"
$
3:5
-
A
(#
#各
"+$
$
A
(
!
$
A#"e>?@
缓
冲液"含
=
!g
#(
"+$
$
A/
"
#"33:5
-
A
(#
849S
#和
"+$
$
A24/
6
K4
Y
DMJ
聚合酶"北京全式
金#!用灭菌超纯水补至
!"
$
A
在
2
II
80<:VU>?@
仪上进行!反应条件为
&L
预变性
$3.0
&
1L
变
性
%"/
!
$$
%
,"L
退火
%"/
!
*!L
延伸
%"/
!
*
%
%%
个循环&
*!L
延伸
#"3.0

>?@
产物用
#a
琼
脂糖凝胶电泳检测!并用
O34
=
.0
=
D80/.W:\8W8V
"
B.:)@4<
#中的
O34
=
8A4H
软件进行拍照分析
!
!
结果与分析
?8>
!
123%4$
基因的克隆与序列分析
以+新海
#,
,叶片
9DMJ
为模板进行的
>?@
扩
增结果表明!从海岛棉中克隆
#
个
/01
基因
9DMJ
序列!命名为
!)/01,
!提交
E80B40F
获得基因登
陆号
G@!%%!$$

!)/01,
基因的最大开放阅读框
"
Q@C
#为
*$%H
I
"图
#
#!编码
!$#
个氨基酸!用
DMJ[W4V
软件预测该蛋白质分子量为
!*+1!FD
!等
电点为
*+,1
+新海
#,
,中的
!)/01,
基因的全长
Q@C
序列与其对应基因组中的基因编码序列完全
一致!结果表明
!)/01,
基因不含有内含子
用
DMJ\JM
软件对
!)/01,
基因编码的氨
基酸序列进行多重序列比对分析结果表明!
EH)
?BC,
蛋白具有
?BC
蛋白典型的结构特点!包含
#
个
J>!
结构域和
!
个
?BC
特征序列!
>GG@
%
>JE@
基序和
D[J_@
基序!和
#
个
?)
端的酸性结
构域"图
!
#
目前已在棉花中克隆了
,
个
/01
同源基因!
!260;#
(
!260;!
(
!260;%
(
!26570
(
!26570#
和
!26570#<
!其
E80B40F
登录号分别是
JP#*#,"
(
JP,#&*#1
(
DN!!%1!
(
JC$"&$"!
(
JP&!"&$
和
DN"&","
!对这
,
个
!2/01
基因与本研究克隆的
!)/01,
基因进一步比对分析!同时以拟南芥
89/01#
(
89/01!
和
89/01%
基因为参照结果
如表
#
所示!
!260;#
和
!26570
基因编码的蛋
白氨基酸序列的相似性为
#""a
&
!26570#
和
图
#
!
棉花
!)/01,
基因
>?@
产物的电泳分析
\+:+*.#!GDMJ34VF8V
&
#+!)/01,
C.
=
+#
!
2589WV:
I
S:V8/./:U>?@
I
V:<79W:U9:WW:0/01
=
808/
#$&#
#"
期 李
!
月!等$海岛棉
!)/01,
基因克隆及其在逆境胁迫下的表达分析
图
!
!
不同植物
?BC
%
D@2B
蛋白氨基酸序列比对
红色划线部分为
>GG@
%
>JE@
(
D[J_@
结构域
C.
=
+!
!
J5.
=
0380W:U43.0:49.Y
78098/:U?BC
%
D@2BUV:3<.UU8V80W
I
540W/
KS8>GG@
%
>JE@40=
/.W8/4V8V8<70<8V5.08<
图
%
!
EH?BC,
蛋白与其他物种
?BC
蛋白的系统进化树
图中标尺代表遗传距离&括号内编号为氨基酸登录号
C.
=
+%
!
>S
6
5:
=
808W.9WV88:UEH?BC,40I
V:W8.0/
UV:3:WS8V/
I
89.8/
KS8/9458H4VV8
I
V8/80W/
=
808W.9<./W4098
&
KS84998//.:0M:+Z4/
=
.X80.0HV49F8W/
!26570#<
之间相似性为
&1+!a
!应该为同一基
因另外这
,
个基因与已克隆的
!)/01,
基因相似
性均低于
%1+$a
!而且除
!26570#
和
!26570#<
外!
)/01,
与拟南芥
89/01#
(
89/01!
(
89/01%
基因的相似性要高于已克隆的棉花其他
/01
同源
基因
?8?
!
棉花
0:,HI$
蛋白系统进化树分析
[4F734
等)#,*根据
?BC
%
D@2B
转录因子的结
构特点!把该类蛋白分为
J)#
%
J),
共
,
个亚组!我
们以此为基础!选取拟南芥
?BC
%
D@2B
不同亚类
图

!
EH?BC,
蛋白三维结构预测
C.
=
+
!
KSV88)<.380/.:045/WV79W7V8
I
V8<.9W.:0
:UEH?BC,
I
V:W8.0
的基因!并从其他的单双子叶植物包括水稻"
4+
$
=*
#*9&>*
#(大麦"
?"+,-(>@
A
*+-
#(玉米"
B-*(*
$
#
A+
#(棉花 "
!"##
$%
&(2&+#9(
#(大豆 "
!@
$
C&.-
(*D
#中选取已克隆并鉴定的
?BC
%
D@2B
转录因子
基因序列!用于构建系统进化树"图
%
#图
%
显示!
EH?BC,
蛋白和
J)#
亚组成员
JW?BC#
(
JW?BC!
(
JW?BC%
和
]X?BC#
聚为一类!属于
?BC
%
D@2B
转
录因子
J)#
亚类与拟南芥
JW?BC#
(
JW?BC!
(
JW?BC%
蛋白相似性在
"a
以上"表
#
#
利用
JW2@C#DMJ
结合域"
JW2@C#)DMJ)
H.0<.0
=
<:34.0
!
#
=
99
#做模板!利用
[_O[[)\QD)
2A
"
SWW
I
$%%
/Z.//3:<85+8;
I
4/
6
+:V
=
%
Z:VF/
I
498
%#
软件对棉花
?BC
家族蛋白
J>!
%
2@C
结构域进行
蛋 白质三级结构模型预测结果如图

所示!
!$&#
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
%$
卷
表
>
!
棉花
3%4
基因相似性分析
K4H58#
!
[.3.54V.W
6
4045
6
/./:U/01
=
808/95:08<.09:WW:0
植物
/01
基因
>540W/01
=
808
棉花
/01
基因
?:WW:0/01
=
808
!260;# !260;! !260;% !26570 !26570# !26570#< !)/01,
!260;# #!+& !+* #"" !%+, !%+, !,+%
!260;! #,+, #!+& #$+* #$+ #$+,
!260;% !+* %#+ %#+" %%+#
!26570 !%+, !%+, !,+%
!26570# &1+! %1+#
!26570#< %1+$
89/01# !!+$ #*+ %$+ !!+$ &+, &+# "+,
89/01! !!+, #*+% %!+1 !!+, &+% ,+* "+,
89/01% !!+! #$+# %!+$ !!+! &+, 1+* !+!
!!
注$表中数值代表相似百分数"
a
#
M:W8
$
KS8073H8V/.0WS8W4H58V8
I
V8/80WWS8
I
8V980W4
=
8:U/.3.54V.W
6
"
a
#
+
图
$
!
各种非生物胁迫下
!)/01,
基因的表达谱
C.
=
+$
!
2;
I
V8//.:0
I
V:U.58/:U!)/01,70<8VX4V.:7/4H.:W.9/WV8//8/
EH?BC,
蛋白的三维结构与
JW2@C#
"
>DBOD
$
#
=
99
#的三级结构模型图相似!均含有
?BC
转录因
子典型结构特点!即含有
%
个
"
折叠和
#
个
#
)
螺旋
结构!进一步证实获得的
!)/01,
基因属于
?B2
%
D@2B
转录因子家族此外!利用在线软件
>/:VW
"
SWW
I
$%%
ZZZ+
I
/:VW+:V
=
%#预测
EH?BC,
蛋白定
位在细胞核中!属于核定位转录因子
?8C
!
123%4$
基因的诱导表达分析
用高盐(干旱和低温
%
种非生物胁迫处理棉花!
可以较全面地反映
!)/01,
基因在非生物胁迫中
的应答机制
@K)>?@
结果"图
$
#表明!
!)/01,
基因对以上
%
种逆境胁迫均有应答!但是表达模式
存在明显差异在盐处理下!
!)/01,
基因在处理
%S
时表达量最低!几乎检测不到!在
"
(
#
(
,
和
#!S
的表达量基本相同干旱处理下!
!)/01,
基因随
着胁迫处理时间的延长!表达量逐渐下降!在
#!S
时最低&而在低温处理下!
)/01,
基因随着胁迫处
理时间的延长!基因表达量逐渐升高
%
!
讨
!
论
由于全球耕地面积的减少!粮棉争地矛盾加剧!
积极开发旱地(盐碱地植棉潜力!将成为棉花生产保
持相对稳定的重要应对策略!因此培育多抗棉花品
种已是当前棉花育种的重要目标转录因子在植物
耐逆改良中发挥着关键作用近年来!从棉花植株
分离耐逆关键转录因子基因!应用基因操作技术创
制棉花耐逆新材料已成为研究重点如
???])
W
6I
8
的锌指结构基因
!2:B1#
(
_@GP
转录因子基
因
!2E5FG%&3#
!它们过表达!均能增强植物的抗
逆性)!")!#*
本研究利用生物信息学和
>?@
的方法在海岛
棉中克隆了
#
个与拟南芥
/01!
同源的
!)/01,
基因和已报道的双子叶植物
/01
基因一样!该基
因无内含子!其预测的编码产物大小与拟南芥
?BC
转录因子相似!表现出
?BC
转录因子的主要结构特
点
EH?BC,
蛋白在
M
端区域有
#
个碱性氨基酸
链)
>GG
"
@
#
@JE@G
"
@
#
G
"
b
#
C@
"
N
%
G
#*!与拟南
芥
JW?BC#
(
JW?BC!
(
JW?BC%
中的核定位信号一
致),*
EH?BC,
蛋白结构的高度保守性表明!它们
可能和其他植物
?BC
蛋白一样在植物抗逆调控中
扮演重要角色
研究表明!将拟南芥植物暴露在低温环境下!通
过组成型表达
89/01#
(
89/01!
或
89/01%
基因
增强植物的耐逆性!包括抗冻性)!!*近年来!利用
@MJ
干 扰 和 反 义 技 术 分 别 下 调
89/01#
和
89/01%
基因表达!导致冷处理的植物抗冻性下降
%$&#
#"
期 李
!
月!等$海岛棉
!)/01,
基因克隆及其在逆境胁迫下的表达分析
!$a
%
"a
)
!%
*
!这些结果表明拟南芥
89/01
基因
参与植物响应和耐受低温胁迫目前已经在多种植
物中鉴定出响应低温胁迫的
/01
基因)!*一般认
为蛋白质具有相似的结构域可能具有相似的生物学
功能!
EH?BC,
蛋白和
J)#
亚组成员
JW?BC#
(
JW?BC!
(
JW?BC%
聚为一类!与它们的相似性均在
"a
以上!推测可能发挥相同的功能因此本研究
分析了
!)/01,
基因在高盐(干旱和低温逆境胁迫
处理下基因的表达情况结果表明!
!)/01,
基因
受
L
低温上调表达!受干旱胁迫下调表达!而高盐
处理下其表达量先是下降!然后再增加!推测
!)3
/01,
基因除参与棉花低温信号传导!也参与了棉
花渗透胁迫信号传递调控网络!在海岛棉抵抗不同
逆境中可能扮演重要的角色
关于棉花
/01
%
6570
基因!分别报道了
,
个
/01
基因)!$*!本研究经过比对发现!其中有
!
对基
因相似性高达
&1a
以上!应该为同一基因因此!
认为棉花上已有

个
/01
基因被鉴定出来它们
分别属于
D@2B
家族的
J)#
亚组(
J)
亚组(
J)$
亚
组和
J),
亚组本研究的
EH?BC,
蛋白与这

个
棉花
?BC
蛋白氨基酸相似性均低于
%1+$a
!推测
为棉花新的
/01
基因!而且该基因与拟南芥
JW?BC#
(
JW?BC!
(
JW?BC%
蛋白一起聚类在一个亚
组结果暗示!与已克隆的陆地棉

个
!2/01
基
因相比!除属于
J)#
亚组的
#
个陆地棉
/01
基因
"
E80B40F
登陆号为
DN"&","
和
JP&!"&$
#外!
本研究克隆的
!)/01,
基因与拟南芥
89/01#
(
89/01!
(
89/01%
基因编码的蛋白氨基酸的相似性
均高于已克隆的棉花其他
/01
同源基因以上结
果显示本研究克隆的
!)/01,
基因为新的未报道
的
/01
同源基因!而且功能可能与已报道的拟南芥
抗逆
89/01#
基因更加接近
综上!以上研究结果为研究
!)/01,
基因的功
能以及利用转基因技术培育抗冻棉花新品种奠定坚
实的前期研究基础!关于该基因的具体功能和调控
机理是未来研究工作的重点
参考文献!
)
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