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Bioinformation Analysis and Stress Response of a Histone Deacetylases Gene MdHDA19 in Apple

苹果组蛋白脱乙酰化酶基因HDA19的生物信息学分析与胁迫响应研究



全 文 :园艺学报,2016,43 (4):613–622.
Acta Horticulturae Sinica
doi:10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0857;http://www. ahs. ac. cn 613
收稿日期:2016–01–13;修回日期:2016–04–07
基金项目:国家重点基础研究发展计划(‘973’计划)项目(2013CB945103);国家自然科学基金项目(31272142,31471854);教育
部长江学者和创新团队发展计划项目(IRT15R42)
* 通信作者 Author for correspondence(E-mail:haoyujin@sdau.edu.cn;youchunxiang@126.com)
苹果组蛋白脱乙酰化酶基因 HDA19 的生物信息
学分析与胁迫响应研究
张蕊芬,刘 会,周李杰,郭 颖,郝玉金*,由春香*
(山东农业大学园艺科学与工程学院,作物生物学国家重点实验室,农业部黄淮地区园艺作物生物学与种质创制重
点实验室,山东泰安 271018)
摘 要:从‘嘎拉’苹果中克隆了 MdHDA19(MDP0000132078)基因。它编码 1 个脱乙酰化酶,该
基因 ORF 为 1 494 bp,编码 497 个氨基酸,预测其蛋白质分子量为 55.73 kD,等电点为 4.98。进化树分
析表明,HDA19 在不同物种间的氨基酸序列保守性较高,其中苹果 MdHDA19 与可可树 TcHDA19 亲缘
关系最近(87.05%)。MdHDA19 表达模式分析显示,其在苹果各个器官中均有表达,尤其在根和花中表
达量较高。MdHDA19 与苹果中 MdSAT18 互作,MdHDA19 受到盐胁迫诱导,可能参与盐胁迫的调控。
MdHDA19 表达受低温(4 ℃)和高温(40 ℃)诱导,说明 MdHDA19 可能参与调控苹果对温度胁迫的
响应。并用原核诱导的方法在体外表达了 MdHDA19 蛋白。
关键词:苹果;脱乙酰化酶;MdHDA19;盐胁迫;温度;原核表达
中图分类号:S 661.1 文献标志码:A 文章编号:0513-353X(2016)04-0613-10

Bioinformation Analysis and Stress Response of a Histone Deacetylases
Gene MdHDA19 in Apple
ZHANG Rui-fen,LIU Hui,ZHOU Li-jie,GUO Ying,HAO Yu-jin*,and YOU Chun-xiang*
(State Key Laboratory of Crop Biology,MOA Key Laboratory of Horticultural Crop Biology(Huanghuai Region)and
Germplasm Innovation,College of Horticulture Science and Engineering,Shandong Agricultural University,Tai’an,
Shandong 271018,China)
Abstract:Histone Deacetylases gene MdHDA19(MDP0000132078)was cloned from‘Gala’apple.
Its ORF was 1 494 bp,which encoded 497 amino acids. The molecular mass of this protein was 55.73 kD,
and pI was 4.98. The phylogenetic tree indicated that the HDA19 had sequence conservation among
different species. MdHDA19 exhibited the highest sequence similarity with Theobroma cacao TcHDA19
(87.05%). The MdHDA19 gene was expressed in all the tissues of apple,especially in root and flower.
The MdHDA19 interacted with MdSAT18. The NaCl stress induces the expression level of MdHDA19.
MdHDA19 might involve NaCl stress response. The resulted showed that MdHDA19 gene was induced in
low temperature(4 ℃)and high temperature(40 ℃). In addition,the MdHDA19 recombinant protein
was obtained. The results established the foundation for the further functions research of MdHDA19 protein.

Zhang Rui-fen,Liu Hui,Zhou Li-jie,Guo Ying,Hao Yu-jin,You Chun-xiang.
Bioinformation analysis and stress response of a histone deacetylases gene MdHDA19 in apple.
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Key words:apple;histone deacetylases;MdHDA19;NaCl stress response;temperature;prokaryotic
expression

组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白,它可以稳定 DNA 双链,并且通过翻译后修饰调控
基因的转录活性(Liu et al.,2014)。组蛋白乙酰化是组蛋白的一种翻译后修饰形式。组蛋白被乙酰
基团修饰后可以打开染色质结构,使染色质从一个关闭的异染色质状态转变为常染色质状态,从而
使 RNA 聚合酶可以结合在 DNA 上开始转录,进而增加基因的表达(Berger,2007;Yang & Seto,
2007)。组蛋白去乙酰化酶可以水解组蛋白上的乙酰化基团,使常染色质变为 RNA 聚合酶无法结合
的异染色质,使基因无法进行转录,达到抑制基因表达的目的(Liu et al.,2014)。
在拟南芥中,AtHDA19 基因编码一种组蛋白脱乙酰化酶。研究表明,AtHDA19 蛋白参与多种
生物过程,包括调控盐胁迫(Song & Galbraith,2006)、开花时间(Yun et al.,2012;Gu et al.,2013)、
免疫响应(Zhu et al.,2010)、ABA(Wang et al.,2013c)、SA(Choi et al.,2012)、油菜素内酯(Wang
et al.,2013a)和干旱响应(Song et al.,2005)等方面。因此,AtHDA19 在植物的生长发育过程中
起到非常重要的作用。在拟南芥中,HDA19 蛋白通过水解组蛋白的去乙酰化修饰,抑制相关基因的
表达,调控盐胁迫,从而提高植物对盐胁迫的抗性(Song & Galbraith,2006)。另外,有研究表明
AtHDA19 对温度敏感,拟南芥 hda19-1 突变体在不同的温度下幼苗的发育情况会发生明显的变化
(Long et al.,2006)。但是 AtHDA19 对高温和低温胁迫的响应还鲜有报道。苹果在遭遇逆境胁迫时
会发生各种生理生化反应以应对逆境,其中包括促进或抑制基因表达来实现(Cao et al.,2013),但
是调控基因表达机理还不清楚。
目前在可可树(Motamayor & Mockaitis,2013)、欧洲大叶杨(Tuskan et al.,2006)、芝麻(Wei
et al.,2011)等植物中对组蛋白脱乙酰化酶 HDA19 已有研究,但是在苹果等果树中还未见报道。
盐、高温和低温胁迫等是影响苹果产量和地理分布的主要限制因子。在盐、高温、低温胁迫下苹果
会改变基因表达水平来抵抗胁迫(Feng et al.,2012;Hu & Li,2012;Wang et al.,2012),推测脱
乙酰化酶可能在其中发挥作用。本研究中以苹果为材料,试图从基因表达方面研究苹果脱乙酰化酶
(MdHDA19)对盐、高温、低温等逆境胁迫的调控,从而进一步解析苹果对逆境胁迫适应的机理。
1 材料与方法
1.1 试验材料
组织表达分析材料为山东农业大学南校区果树园 4 年树龄‘嘎拉’苹果(Malus × domestica)
的根、茎、叶、花和果实。2015 年 8 月用低温(4 ℃)、高温(40 ℃)和 150 mmol · L-1 NaCl 处理
苹果组培苗,分别在 0、3、6、12、24 h 取样。将样品用液氮冷冻,保存在–70 ℃超低温冰箱中备用。
1.2 苹果 HDA19 基因的克隆
参照 Wang 等(2012)的方法提取苹果组培苗总 RNA,使用反转录试剂盒(Perfect Real Time,
TaKaRa)将 RNA 反转录获得 cDNA,以其作为模板进行 PCR 扩增。通过蔷薇科网站苹果数据库
(https: //www.rosaceae.org/gb/gbrowse/malus_x_domestica/)获得 MdHDA19 的 ORF,并设计
MdHDA19 ORF 扩增引物(表 1),使用上述 cDNA 作为模板,PCR 反应程序为:94 ℃预变性 5 min;
94 ℃变性 30 s,59 ℃退火 30 s,72 ℃延伸 90 s,35 个循环;72 ℃延伸 10 min。PCR 产物使用 1%
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的琼脂糖凝胶进行电泳,使用回收试剂盒将目的条带回收,并连接 PMD-18T 载体转化大肠杆菌进
行测序。

表 1 引物序列
Table 1 Primers used in this study
引物用途 Description 引物名称 Primer name 引物序列 Sequence
MdHDA19 开放阅读框的扩增 Amplification of MdHDA19 ORF MdHDA19 ORF-F ATGGACACCGGCGGCAACTCTCT
MdHDA19 ORF-R TTATATCTGGTCTGCAGGTTTATTC
荧光定量检测引物 Real-time PCR of MdHDA19 MdHDA19 qRT-F TGGATATTGATATTCACCATGGAG
MdHDA19 qRT-R TTGAACAAGTAATGGTAGCTCTCA
荧光定量内参引物 Real-time PCR of Md18S Md18S-F ACACGGGGAGGTAGTGACAA
Md18S-R CCTCCAATGGATCCTCGTTA
MdHDA19 酵母双杂交引物 Yeast two hybrid of MdHDA19 MdHDA19 BD-F GAATTCATGGACACCGGCGGCA
MdHDA19 BD-R CCCGGGTTATATCTGGTCTGCAG
MdSAP18 酵母双杂交引物 Yeast two hybrid of MdSAP18 MdSAP18 AD-F GAATTCATGGAGAAGAGAAACA
MdSAP18 AD-R CCCGGGCTATAGAATCGCCACGTCCA
MdHDA19 原核诱导引物 Prokaryotic expression of MdHDA19 MdHDA19 PET-F GAATTCATGGACACCGGCGGCAA
MdHDA19 PET-R GAGCTCTTATATCTGGTCTGCAGG

1.3 生物信息学鉴定网站
氨基酸的理化性质分析:http://web.expasy.org/protparam/;结构功能域预测:http://smart.embl-
heidelberg.de/;亚细胞定位预测:http://psort.hgc.jp/form2.html;基因组结构预测:http://gsds.cbi.pku.
edu.cn/index.php。
1.4 实时荧光定量 PCR
采用 RNAplant plus Reagent 试剂盒(天根公司)提取样品 RNA,利用反转录试剂盒(Perfect Real
Time,TaKaRa)获得用于 qRT-PCR 的 cDNA。通过分析苹果 HDA19 的基因序列,设计 MdHDA19
定量引物(表 1),并且以苹果 Md18S 作为内参(表 1)。qRT-PCR 采用 SYBR Green 方法(UltraSYBR
Mixture,康为世纪),具体方法参照 Hu 和 Li(2012)的操作完成。
1.5 酵母双杂交实验
分别设计 MdSAP18 和 MdHDA19 酵母双杂交引物(表 1),扩增基因序列。
构建 MdSAP18-pGAD424 和 MdHDA19-pGBT9 的酵母双杂载体。将 MdSAP18-pGAD424 和
MdHDA19-pGBT9,MdSAP18-pGAD424 和 pGBT9 的载体组合转入酵母系统中(Li et al.,2012),
分别涂布在-T/-L 的酵母平板上,28 ℃放置 2 d 之后,将单菌落分别接种在-L/-T(SD/-Leu/-Trp with
Arger,Clontech)和-T/-L/-H/-A(SD/-Ade/-His/-Leu/-TrpA with Ager,Clontech)以及-T/-L/-H/-A
加入 X-gal 的平板上,28 ℃放置 2 d,进行观察。
1.6 原核表达及鉴定及蛋白纯化
设计 MdHDA19 原核诱导引物(表 1),扩增 MdHDA19 基因序列。构建原核诱导表达载体 HIS-
MdHDA19(pET-32a),将连接产物转化到大肠杆菌 BL21 质粒中。然后加入 0.5 mmol · L-1 IPTG 后
在 0 和 6 h 分别取样,对 6 h 的菌液使用超声波破碎仪进行破碎,然后使用低温离心机将蛋白离心
产生沉淀和上清液。将 0 h、6 h、上清液、沉淀进行考马斯亮蓝染色检测,使用 HIS 抗体(antiHIS,
Abmart)进行 western blot 的检测。
将获得的原核诱导蛋白与 Ni-Agarose HIS 标签蛋白纯化试剂盒(康为世纪)中的 Ni-Agrose 填
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图 1 苹果 MdHDA19 基因编码区全长的 RT-PCR 扩增
Fig. 1 Agarose gel electrophoresis of RT-PCR products
料以及 Binding Buffer 混合,4 ℃摇床孵育 3 h,然后按照试剂盒说明书,洗脱蛋白。最终获得的洗
脱液即为纯化蛋白,进行考马斯亮蓝染色以及 western blot 检测。
2 结果与分析
2.1 苹果 MdHDA19 的同源克隆
从拟南芥数据库下载了组蛋白脱乙酰化酶
基因 AtHDA19。在蔷薇科数据库苹果基因组中
搜索到了与 AtHDA19 同源、位于 10 号染色体、
序列号为 MDP0000132078 的苹果基因序列,
它与 AtHDA19 的蛋白相似性为 82.4%,将其命
名为 MdHDA19。以苹果整株组培苗为 cDNA
模板,使用 MdHDA19 开放阅读框扩增引物
(MdHDA19 ORF),通过 PCR 扩增克隆出一
条约 1 500 bp 的条带(图 1),这与预期的 1 494
bp 的大小一致。序列分析显示,苹果 MdHDA19
(MDP0000132078)基因的 ORF 为 1 494 bp,
编码 497 个氨基酸,预测其蛋白质分子量为 55.73 kD,等电点为 4.98。
2.2 MdHDA19 进化树分析
在 NCBI 找到与 MdHDA19 同源的其他物种的同源基因包括草本植物拟南芥、水稻、山嵛、芝
麻和木本植物欧洲大叶杨、可可树、葡萄,它们与苹果中的 MdHDA19 蛋白的同源性都在 70%以上。
其中可可树与苹果的 HDA19 相似性最高,相似性为 87.05%。进化树分析和序列比对见图 2 和图 3。
进化树结果表明 HDA19 在进化中保守性较高。推测 HDA19 在各个物种中功能相似。因此,苹果中
MdHDA19 可能也参与调控多种生理生化反应。














图 2 苹果 MdHDA19 蛋白和其他物种 HDA19 蛋白的系统进化树分析
进化树中的分支代表分支长度。
Fig. 2 Phylogenetic tree of MdHDA19 and other HDA19 proteins
The value of the phylogenetic tree represents branch length.
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图 3 苹果 MdHDA19 蛋白的氨基酸序列与其他 HDA19 蛋白的序列比对
缩写符号代表物种名称。Md:苹果;At:拟南芥;Pt:欧洲大叶杨;Si:芝麻;Tc:可可树;Vv:葡萄;Os:水稻;Es:山嵛。
Fig. 3 The alignment of MdHDA19 and other HDA19 proteins
Abbreviation represented the name of species. Md:Malus × domestica;At:Arabidopsis thaliana;Pt:Populus trichocarpa;
Si:Sesamum indicum;Tc:Theobroma cacao;Vv:Vitis vinifera;Os:Oryza sativa;Es:Eutrema salsuqineum.
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图 4 MdHDA19 基因在苹果不同组织中的表达水平
Fig. 4 Expression of MdHDA19 gene in different tissues of apple















图 5 MdHDA19 与 MdSAP18 蛋白酵母双杂交实验
Fig. 5 MdHDA19 and MdSAP18 yeast two-hybrid assay

2.3 MdHDA19 生物信息学分析
使用 GDR 数据库(http://www.rosaceae.org/)分析 MdHDA19 基因的染色体位置和基因结构。
数据分析显示,MdHDA19 定位于苹果的 10 号染色体上,MdHDA19 的 cDNA 序列 ORF 区域含有 6
个内含子,把 MdHDA19 的全长 cDNA 分割成 7 个外显子。
利用 SOPMA 程序预测 MdHDA19 的蛋白质二级结构,结果显示 MdHDA19 的蛋白质二级结构
以 α–螺旋(α-helix)、折叠延伸链(extended strand)、β–转角(β-turn)和无规则卷曲(random coil)
组成。
利用 SMART 网站分析发现MdHDA19中存在与拟南芥AtHDA19相同的结构域HDAC-classⅠ,
位于 21 ~ 231 氨基酸。
用蛋白亚细胞定位预测工具 PSORT 分析苹果 MdHDA19 的蛋白,分析结果显示 MdHDA19 主
要存在于细胞核(Nuclear)中,另外在细胞质(Cytoplasmic)、细胞骨架(Cytoskeletal)、线粒体
(Mitochondrial)、高尔基体(Golgi)中也有分布。
2.4 MdHDA19 在苹果不同组织中的表达
MdHDA19 在苹果各个器官中均有表达,
在根和花中较高,其次是果实,在茎和叶中表
达量相对较低(图 4)。
2.5 MdHDA19 与 MdSAP18 蛋白互作
前人研究表明,AtHDA19 蛋白与 AtSAP18
蛋白互作参与调控盐胁迫(Song & Galbraith,
2006)。由于 MdHDA19 在根中表达量较高,
而且 MdHDA19 与 AtHDA19 相似性较高,推
测在苹果中 MdHDA19 可能也通过类似方式调
控盐胁迫。同样地,在蔷薇科数据库中找到与
AtSAP18 相似的同源基因 MDP0000149417,两
个蛋白同源性为 82.28%,相似性很高,命名为
MdSAP18。
利用酵母双杂交技术,验证 MdHDA19 与
MdSAP18 蛋白互作情况。结果显示,BD-
MdHDA19 与 AD-MdSAP18 的组合在-T/-L/-
H/-A 的酵母平板上生长,并且使用 X-gal 染色
可 以 变 蓝 , 但 是 空 载 pGAD424 与
BD-MdHDA19 的组合在-T/-L/-H/-A 的酵母平
板上不生长(图 5)。证明 MdHDA19 与
MdSAP18 在体外互作。
随后,检测 MdHDA19 受盐胁迫诱导表达
情况的变化。提取经 150 mmol · L-1 NaCl 处理
过的苹果组培苗的 RNA,用荧光定量检测
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图 6 MdHDA19 在 150 mmol · L-1 NaCl 处理条件下的表达情况
Fig. 6 Expression analysis of MdHDA19 gene under
150 mmol · L-1 NaCl condition
MdHDA19 的相对表达量。结果显示,在 NaCl
处理 6 h 时,MdHDA19 的表达量达到最高值,
随后逐渐下降(图 6)。说明在一定逆境处理
时间内 MdHDA19 的表达受盐胁迫的诱导,但
处理时间过长由于反馈调控使 MdHDA19 表达
下降。此试验证明 MdHDA19 可能参与盐胁迫
的调控。
2.6 MdHDA19 响应低温和高温胁迫
在拟南芥中,AtHDA19 对温度敏感(Long
et al.,2006)。为验证在苹果中 MdHDA19 是否
也存在对温度的敏感性,将组培苗分别用 4 和
40 ℃处理,分时间段取样进行 qRT-PCR 分析。
结果(图 7)显示,随着时间延长,MdHDA19 的表达量先升高后降低,4 ℃下 6 h 达到最大,40 ℃
下 12 h 达到最大值,表明 MdHDA19 的基因表达在低温和高温胁迫开始阶段受到的诱导,但是到达
一定程度又抑制其表达。因此,推测 MdHDA19 可能也参与高温和低温胁迫的响应。












图 7 MdHDA19 基因在 4 ℃和 40 ℃条件下的表达水平
Fig. 7 Expression analysis of MdHDA19 gene under 4 ℃ and 40 ℃

2.7 MdHDA19 蛋白原核表达
为进一步在蛋白层面研究 MdHDA19,需体外表达 MdHDA19 用于制作抗体。因此,构建重组
质粒 HIS-MdHDA19,在大肠杆菌中体外诱导 MdHDA19 蛋白。考马斯亮蓝染色结果显示,0 h(未
经 IPTG 诱导)蛋白提取物中没有目的蛋白产生;6 h 的蛋白提取物中包含 1 条大约 70 kD(图 8,A)
的蛋白条带,这是重组蛋白 HIS-MdHDA19,与推测的 MdHDA19 蛋白的大小一致(由约 20 kD 的
6× HIS 标签蛋白和约 55 kD 的 MdHDA19 蛋白组成)。为了进一步确定这条带是目的条带 HIS-
MdHDA19,用特异 HIS 抗体将蛋白进行 western bolt 检测,通过化学发光检测出一条特异的 70 kD
左右的条带(图 8,B)。此后通过 HIS 纯化试剂盒将 HIS-MdHDA19 蛋白纯化,并检测纯化蛋白,
发现纯化蛋白与纯化之前的蛋白大小一致(图 9)。以上实验结果证明通过原核诱导可以在体外表达
MdHDA19 蛋白,并且蛋白主要存在于上清液(可溶性蛋白)中,并得到纯化蛋白,可用于制备抗
体。
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图 8 苹果 MdHDA19 蛋白原核诱导体外表达
A:SDS-PAGE 胶溴酚蓝染色;
B:western blot 检测,抗体为 HIS 标签抗体。
Fig. 8 Prototypical Expressed of MdHDA19 in vitro
A:Stained SDS-PAGE in bromophenol blue;
B:Used western blot to detect the protein in HIS antibody.
图 9 苹果 MdHDA19 蛋白纯化
A:SDS-PAGE 胶溴酚蓝染色;
B:western blot 检测,抗体为 HIS 标签抗体。
Fig. 9 Purification of MdHDA19 in vitro
A:Stained SDS-PAGE in bromophenol blue;
B:Used western blot to detect the protein in HIS antibody.


3 讨论
组蛋白的乙酰化修饰在调控染色质结构的变化和 DNA 的转录起始中起到非常重要的作用
(Reyes & Hennig,2002;Wu et al.,2008)。高度乙酰化的组蛋白使染色质松弛,变为常染色质,
促进基因表达;相反地,组蛋白去乙酰化以后染色质变得紧密,变为异染色质,抑制基因表达
(Marmorstein & Roth,2001;Berger,2007)。
通过亚细胞定位的网站分析,预测苹果 MdHDA19 主要分布在细胞核中,与拟南芥 HDA19 的
主要定位(Zhou et al.,2013)一致,细胞核中转录因子受到一定条件的诱导与 DNA 启动子结合,
随后征集脱乙酰化酶 HDA19,形成脱乙酰化复合体,催化组蛋白去乙酰化,抑制基因表达(Liu et al.,
2014)。由于苹果 HDA19 也定位在细胞核中,因此 MdHDA19 可能也具有抑制基因表达的功能。
根据序列的相似性与辅因子的区别将拟南芥组蛋白去乙酰化酶分为三类:RPD3/HDA1、SIR2
和 HD2。AtHDA19 蛋白属于 RPD3/HDA1 家族(Liu et al.,2014)。进化树分析发现,HDA19 蛋白
在不同物种之间高度保守,相似性达到 70%以上。结构域分析发现,MdHDA19 与 AtHDA19 都包
含一个 HDAC-classⅠ结构域。包含这种结构域的蛋白功能是催化组蛋白氨基末端 N(6)–乙酰–赖氨
酸残基的水解(Liu et al.,2014)。这进一步证明 MdHDA19 催化苹果细胞核中的组蛋白的去乙酰化。
本研究中发现 MdHDA19 在苹果不同器官都有表达,但在根和花中较高。MdHDA19 在根中表
达量高,推测可能参与逆境胁迫响应。例如在拟南芥中,HDA19 与其他蛋白形成复合体调控盐胁迫
和干旱胁迫(Song et al.,2005;Song & Galbraith,2006)。植物感受盐胁迫和干旱胁迫主要发生在
根中。由于 AtHDA19 与 MdHDA19 的蛋白相似性较高,因此,推测 MdHDA19 可能也在根中发挥
作用。MdHDA19 在花中表达量也比较高,推测可能是由于与 AtHDA19 类似参与开花时间,花器官
发育的调控(Gonzalez et al.,2007;Krogan & Hogan,2012;Yun et al.,2012;Gu et al.,2013)。
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另外,MdHDA19 在其他器官也有分布,可能是由于 HDA19 蛋白还参与其他的生理生化过程(Zhu
et al.,2010)。表达分析结果说明,MdHDA19 存在于不同的器官中可能参与调控多种生长发育过程。
拟南芥处在盐胁迫环境时,ERF3 或 ERF4 结合到下游基因启动子上,并征集 HDA19 与 SAP18,
共同形成去乙酰化复合体,抑制下游基因转录,从而调控盐胁迫(Song & Galbraith,2006;Wang et
al.,2013b)。由于 MdHDA19 与 AtHDA19 同源性较高,因此猜测 MdHDA19 可能响应盐胁迫,通
过酵母双杂实验证明苹果中 MdHDA19 与 MdSAP18 蛋白互作,这与拟南芥中的结果(Song &
Galbraith,2006)一致。其他蛋白是否存在于复合体中还不清楚。但是有研究表明,木本植物在响
应胁迫时有不同于草本植物的转录因子存在(Cao et al.,2012)。因此,在苹果中参与形成脱乙酰化
复合体调控盐胁迫的转录因子还需进一步试验证明。另外,苹果中 MdHDA19 的表达在 NaCl 处理时
会出现先升高后降低的趋势,这可能是由于反馈调节机制造成的。试验证明,MdHDA19 的表达受
到盐胁迫的调控,但是在蛋白层面 MdHDA19 如何参与盐胁迫的调控,还需进一步研究。
研究发现,拟南芥 hda19 突变体对温度敏感,不同的温度会影响根茎的分化(Long et al.,2006)。
本研究中发现,低温和高温在处理初期可以诱导 MdHDA19 表达,但在处理后期又会抑制 MdHDA19
的表达。推测 MdHDA19 在参与高温和低温胁迫时也存在反馈调节机制。试验证明,MdHDA19 的
表达受到低温和高温的调控,但是 MdHDA19 如何参与高温和低温胁迫响应还需在蛋白水平继续研
究。在拟南芥中,HDA19 与不同转录因子相互作用形成一个去乙酰化酶复合体,从而抑制转录的起
始(Liu et al.,2014)。推测 MdHDA19 可能也与某些转录因子相互作用形成复合体调控高温和低温
胁迫的响应,但还缺乏试验证据,还需要进一步的试验证明。
另外,由于 HDA19 蛋白抑制下游基因表达,调控各种逆境胁迫,主要发生在蛋白层面(Liu et
al.,2014),因此大量后续试验需要在蛋白层面进行。本研究中成功获得了 MdHDA19 的原核表达
蛋白并且得到了纯化蛋白,为制备 MdHDA19 抗体以便进行蛋白层面研究奠定基础。
本研究中在‘嘎拉’苹果中分离到 MdHDA19,通过生物信息学分析 MdHDA19 的蛋白结构与定
位,证明 MdHDA19 表达受到盐胁迫,高温和低温胁迫诱导。并且在体外获得了 MdHDA19 的蛋白,
为进一步研究 MdHDA19 的功能,进而解释 MdHDA19 如何抑制基因表达的机理,提供了物质基础。

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