免费文献传递   相关文献

Isolation of blt4.9 Gene Encoding LTP Protein in Hulless Barley and Its Re-sponse to Abiotic Stresses

青稞脂质转运蛋白基因blt4.9的克隆及其对非生物胁迫的响应



全 文 :作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2016, 42(3): 399406 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目(31160284)和国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-05)资助。
This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31160284) and the Special Program of Modern Agro-industry
Technology System (CARS-05).
* 通讯作者(Corresponding author): 吴昆仑, E-mail: wklqaaf@163.com, Tel: 13997276769
第一作者联系方式: E-mail: yaoxiaohua009@126.com, Tel: 15009717456
Received(收稿日期): 2015-05-29; Accepted(接受日期): 2015-11-20; Published online(网络出版日期): 2015-12-18.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20151218.0915.014.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2016.00399
青稞脂质转运蛋白基因 blt4.9的克隆及其对非生物胁迫的响应
姚晓华 吴昆仑*
1 青海省农林科学院 / 青海省青稞遗传育种重点实验室 / 青海省高原作物种质资源创新与利用国家重点实验室培育基地, 青海西宁
810016
摘 要: 为了解脂质转运蛋白基因在青稞中的功能, 以青稞品种昆仑 12 为材料, 利用同源克隆得到青稞 blt4.9 基因
序列(GenBank登录号为 KU170187), 该基因的 cDNA序列全长 720 bp, 开放阅读框长 348 bp, 编码 115个氨基酸残
基, 相对分子质量为 11.2 kD, 理论等电点 9.04, 不稳定系数为 28.41, 是一个稳定的蛋白质。blt4.9 编码的蛋白绝大
多数属于疏水区, 没有较大的亲水区。序列比对显示, 该基因与大麦 blt4.9 基因编码蛋白的同源性最高(98.3%)。
Real-time PCR分析结果显示, blt4.9基因在 20%~30% PEG-6000、4℃以及 50 mol L1 ABA处理后表达量显著增加,
且在抗逆性强的青稞品种(旱地紫)中的表达量高于在抗逆性弱的品种(大麻)中, 推测该基因与青稞的抗逆性有关。该
研究结果为利用青稞脂质转运蛋白基因改良青稞抗逆性奠定了基础。
关键词: 青稞; blt4.9基因; 克隆; 非生物胁迫; 基因表达量
Isolation of blt4.9 Gene Encoding LTP Protein in Hulless Barley and Its Re-
sponse to Abiotic Stresses
YAO Xiao-Hua and WU Kun-Lun*
Qinghai Academy of Agriculture and Forestry Sciences / Qinghai Provincial Key Laboratory of Hulless Barley Genetics and Breeding / State Key
Laboratory Breeding Base for Innovation and Utilization of Plateau Crop Germplasm, Xining 810016, China
Abstract: Higher plant lipid transfer protein (LTP) is a class of small molecular weight alkaline single protein that can transfer
phospholipids between biomembrane and form the biomembrane in cells. The objective of this study was to understand the func-
tion of LTP gene in hulless barley (Hordeum vulgare L. var. nudum Hook. f.). The cDNA sequence of the LTP gene, blt4.9 (Gen-
Bank accession number KU170187), was cloned from hulless barley variety Kunlun 12. The full length of blt4.9 cDNA is 720 bp
including 348 bp of open reading frame and encodes 115 amino acids. The encoding product is a stable protein with a molecular
weight of 11.2 kD, theoretical pI of 9.04, and instability coefficient of 28.41. This protein is rich in Gly, Ala, Leu, and Val amino
acids excluding Trp, Glu, and Phe and similar to proteins encoded by other LTP genes. Sequence alignment indicated high simila-
rity (98.3%) of protein encoded by blt4.9 from hulless barley and barley (Hordeum vulgare L.). The Real-time PCR assay showed
that blt4.9 was up-regulated by 20–30% PEG-6000, 4ºC and 50 mol L1 ABA and the expression level was higher in the most
tolerant variety Handizi than in the most susceptible variety Dama, indicating a possible relationship between stress tolerance and
blt4.9 in hulless barley. These results provide basic information in the utilization of LTP genes to improve hulless barley tolerance
to abiotic stresses.
Keywords: Hulless barley; blt4.9; Isolation of gene; Abiotic stresses; Gene expression level
青稞(Hordeum vulgare L. var. nudum Hook. f.)为
禾本科大麦属, 因其成熟时籽粒内外稃与颖果分离,
籽粒裸露, 故称裸大麦[1]。青稞在青藏高原地区利用
价值以及独特的营养结构和保健作用使其成为极具
开发利用价值的高原特色农作物之一[2]。青稞主要
种植于我国西北、西南地区, 特别是西藏、青海、
400 作 物 学 报 第 42卷


甘肃南部、四川甘孜和阿坝州、云南迪庆州等高原
地区, 种植区域高寒缺氧, 环境恶劣, 降雨量少, 蒸
发量大。青稞在如此恶劣的条件下表现出很强的适
应性, 说明其基因组中蕴藏了丰富的与抗逆相关的
优良基因。开发利用这些优良基因, 不仅对选育青
稞抗逆新品种具有重要理论意义, 而且对作物抗胁
迫基础研究具有促进作用。
高等植物脂质转运蛋白 (lipid-transfer protein,
LTP)是一类小分子量碱性单体蛋白质, 主要参与生
物膜、角质和脂类的形成, 在离体条件下参与磷脂、
脂肪酸、糖脂等在生物膜之间的运输, 在植物生殖
发育和信号转导等生物途径中发挥重要作用[3-5]。研
究表明, LTP 基因易受温度、盐、干旱胁迫、外源
ABA、以及损伤等逆境诱导而过量表达, 是植物抵
抗逆境胁迫的蛋白[6-8]。Hincha Dirk[9]研究表明, 当
植物遭遇低温胁迫时, LTP可以充当调控蛋白, 稳定
质膜活性, 抵抗低温伤害。
在大麦中 blt (low-temperature responsive barley
gene)基因家族是一类低温反应基因 [10], 主要包括
blt4 (blt4.2、blt4.6和 blt4.9)、blt14 (blt14.1和 blt14.2)、
blt63、blt101 (blt101.2)、blt410和 blt80等, 受低温
诱导表达 [11], 个别基因 (如 blt4)也同时受干旱和
ABA的诱导。研究表明, blt4基因编码的是一种脂质
转运蛋白, 可以通过改变质膜的组成来提高膜的冷
稳定性, 对调控植物抗寒性具重要作用[12]。本文利
用同源克隆技术, 获得了青稞 blt4.9基因序列, 通过
序列分析和功能验证, 初步认为该基因与非生物胁
迫有密切关系, 可为研究青稞 blt 基因家族奠定基
础, 为青稞抗逆基因的深入研究和抗逆育种提供候
选基因。
1 材料与方法
1.1 供试材料
选用3个青稞品种 , 其中来自青海省的昆仑12
用于基因克隆和基因功能验证 , 该品种由北青1号
(母本)和昆仑1号(父本)通过有性杂交选育而成, 中
抗条纹病和散黑穗病 , 较抗倒伏 , 抗落粒性强 , 具
较强的耐旱、耐寒性; 来自四川省的旱地紫具有较
强的抗旱性和耐冷性, 来自甘肃省的大麻, 其抗旱
和耐冷性较弱 , 这两个品种用于基因功能验证。
2013年春 , 将3个品种同时种植于青海省农林科学
院试验田(青海西宁), 2013年秋收获种子进行室内
试验。
1.2 目的基因克隆及基因分析
1.2.1 引物设计 根据 GenBank (http://www.ncbi.
nlm.nih.gov/nuccore/U63993.1)公布的大麦 blt4.9 基
因序列设计引物 P1 (F: 5′-CGGGATCCCGAACCCA
ATGGACGCAATAC-3′; R: 5′-CGAGCTCGACTCAT
AGGTCCCCTCAAAG-3′), 由生工生物工程 (上海 )
有限公司合成。
1.2.2 blt4.9 基因的克隆与测序 将青稞种子置于
铺 3 层湿润滤纸的培养皿中, 在人工气候箱中培养,
温度为(25±1)℃, 光照强度为 433 mol m–2 s–1, 每天
光照 14 h, 其间每天向滤纸加数滴蒸馏水, 浸透滤纸
并稍有剩余, 以避免干旱。待幼苗长至约 10 cm 高时
(约 2周), 以 4℃低温处理 12 h, 取其叶片提取植物总
RNA, 经 PrimeScript II 1st Strand cDNA Synthesis Kit
(TaKaRa)试剂盒反转录后用于目标基因的扩增模板。
PCR体系为 20 L, 包括 10× buffer 2.0 μL, 25 mmol
L–1 Mg2+ 1.5 μL, cDNA模板 1 μg, 10 mmol L–1 dNTP
0.5 μL, Taq DNA聚合酶 1 U, 10 μmol L–1上、下游 P1
引物各 0.5 μL。反应参数为 94℃ 5 min; 94℃ 1 min, 56
℃ 1 min, 72℃ 1 min 40 s, 35个循环; 72℃ 延伸 8
min。PCR产物经 1.0%琼脂糖凝胶电泳检测, 并回收、
纯化目的片段, 与 pMD20-T 载体连接, 连接体系含
pMD20-T Vector 1 μL, Insert DNA 0.1~0.3 pmol, 加
ddH2O至 5 μL; 再加 5 μL (等量)的 Solution I; 16℃反
应 30 min。将连接好的重组 DNA全量(10 μL)加至 100
μL Top10感受态细胞中, 冰浴 30 min, 42℃热激 45 s,
再在冰上放置 1 min; 加入 800 μL LB液体培养基(无
抗生素)。混匀, 37℃、150转 min–1摇床振荡 1 h; 取
200 μL菌液铺于含Amp (50 μg μL–1)的LB固体培养基
上, 37℃平放 20 min, 后倒置培养 12~14 h。挑取阳性
克隆于含有 Amp 的 LB 液体培养基上, 37℃、250 转
min–1摇床振荡 8~10 h, 用 TIANpure Midi Plasmid Kit
试剂盒(天根)提取质粒 DNA, 分别通过 PCR 检测和
BamH І、Sac І酶切鉴定, 并将 5个克隆送至生工生物
工程(上海)有限公司测序。
1.2.3 青稞 blt4.9 基因分析及结构特性预测 采
用 ExPasy 网站的在线工具 ProtParam (http://ex-
pasy.org/tools/protparam.html)计算克隆基因编码蛋
白质的等电点和分子量 , 预测蛋白的性质和结构 ;
通过蛋白质预测服务器 (http://npsa-pbil.ibcp.fr/cgi-
bin/npsa_automat.pl?page=/NPSA/npsa_sopma.html)
分析蛋白质二级结构 , 通过 DNAstar7.1 软件的
Protean 模块, 分别应用 Garnier-Robson、Deleage-
第 3期 姚晓华等: 青稞脂质转运蛋白基因 blt4.9的克隆及其对非生物胁迫的响应 401


Roux、Hydropathy-Kyte-Doolittle、Karplus-Schulz、
Emini计算氨基酸残基的特定结构域、蛋白质的二级
结构、蛋白质的疏水区和亲水区、蛋白质骨架区的
柔韧性以及蛋白质表面的可能性。
1.3 blt4.9基因在非生物胁迫下的表达
1.3.1 胁迫处理 按前述方法在人工气候箱中培
养青稞幼苗, 待幼苗长至约 10 cm高时(约 2周)分别
进行干旱(PEG-6000)、低温(4℃)和 ABA处理, 胁迫
处理期间, 每天向滤纸加相应溶液数滴, 以浸透滤
纸并稍有剩余为标准 , 尽量减少水势变动。PEG-
6000 (0、5%、10%、15%、20%、25%、30%)和 ABA
(0、5、10、50、100、200、500 μmol L–1)处理 1 d
后, 低温处理 0、12、24、48 h后, 分别提取叶片总
RNA, 用 PrimeScriptRT Master Mix (TaKaRa)试剂盒
反转录合成 cDNA, 用于检测 blt4.9基因的表达量。
1.3.2 引物设计 根据测得的 blt4.9 序列, 在开
放阅读框(ORF)内设计荧光定量 PCR引物 P2 (F: 5′-
AAACCGCCTGTGACCT-3′; R: 5′-CACGCCGCTTG
CTTGT-3′), 利用稳定表达的 18SrRNA 作为内参基
因 , 其引物 (P3)序列为 F: 5′-AAACCGCCTGTGA
CCT-3′; R: 5′-GCTGGAATTACCGCGGCT-3′。引物由
生工生物工程(上海)有限公司合成。
1.3.3 Real-time PCR反应程序 采用 Bio-Rad公
司 iQ5 荧光定量 PCR 仪, 按照生工生物(上海)有限
公司的荧光试剂盒 Hot Start Fluorescent PCR Core
Reagent Kits (SYBR Green I)分别建立目的基因和内
参基因的反应体系, 其组成为 cDNA 42.5 ng,10 μm
L–1 P2/P3 上下游引物各 0.5 μL, Hotstart Fluo-PCR
mix 12.5 μL, 加 ddH2O至 25 μL。反应参数为, 95℃
3 min; 95℃ 10 s, 61℃ 30 s, 95℃ 1 min, 61℃ 1
min, 40个循环。
1.3.4 基因表达分析 采用 2Ct 法计算基因相
对表达量[13], 干旱和低温胁迫以旱地紫无胁迫处理
的表达量为 1; ABA胁迫以 0 μmol L–1 ABA处理昆
仑 12的表达量为 1。用 Stst2与 SPSS13.0进行方差
分析和多重比较。用 Origin 8.0制作柱状图。
2 结果与分析
2.1 青稞 blt4.9基因的克隆
用设计的特异引物扩增得到一条约 800 bp的特
异性片段 , 与预期结果相符。将该条带纯化后与
pMD20-T 克隆载体连接, 并转入大肠杆菌, 在含有
Amp的 LB培养基上通过蓝白斑筛选得到阳性克隆。
分别对阳性克隆进行 PCR 和酶切鉴定, 随机选取 5
个经鉴定为阳性的克隆进行测序。
测序结果表明 , blt4.9 基因全长为 720 bp, 其
ORF 为 348 bp, 编码 115 个氨基酸(图 1)。氨基酸
组分分析结果显示 , blt4.9 富含 Ala (23.48%)、Ser
(11.3%)、Val (8.7%)、Gly (8.7%)、Cys (6.96%)、
Ile (6.09 %)和 Lys (6.09 %), 不含 Trp、Glu 和 Phe。
这与已报道的其他冷诱导基因编码蛋白氨基酸组
成 [14-15]相似。

图 1 青稞品种昆仑 12中 blt4.9基因的序列
Fig. 1 Sequence of blt4.9 gene from hulless barley variety Kunlun 12

402 作 物 学 报 第 42卷


2.2 青稞 blt4.9基因及其编码产物分析
Blast 分析结果表明, 青稞 blt4.9基因编码的氨
基酸序列与几个大麦 blt 基因编码产物的同源性很
高(图2-A), 均在96%以上, 尤其与大麦 blt4.9编码蛋
白的同源性最高, 达98.3%; 其次是与硬粒小麦、黑
麦(blt4.9)和普通小麦 blt4编码蛋白的同源性, 分别
为81%、77%和72%; 与粳稻 blt4.9编码蛋白的同源
性最低, 仅为62%。通过 DNAStar 得到分离自不同
物种 blt4.9基因的系统进化树(图2-B)显示了与 Blast
比对一致的结果, 其原因可能是青稞与大麦同属大
麦属, 而且 blt家族的基因都报道是低温反应相关的
基因。
利用 DNAStar7.1 软件中的 Protean 模块计算得
知, blt4.9 是编码 115 个氨基酸的小分子蛋白质, 分
子量为 11.2 kD, 等电点为 9.04, 是一个碱性蛋白,
其分子量介于 9.9~11.9 kU之间, 推测属于 LTP I家
族[16]。利用软件预测 blt4.9编码蛋白的性质和结构,
表明该蛋白的不稳定系数为 28.41, 说明这是一个稳
定的蛋白质 ; 脂肪系数为 92.78, 总平均亲水性为
0.597。且蛋白二级结构主要由 α-螺旋(48.70%)、β-
折叠(7.83%)和无规则卷曲(43.48%)构成(图 3); 绝大
多数结构位于疏水区, 没有形成较大的亲水区(图 4)。
2.3 blt4.9基因在逆境胁迫下的表达分析
2.3.1 blt4.9 在干旱和低温胁迫下的表达 以
PEG-6000模拟干旱胁迫 24 h, 当 PEG-6000浓度在
5%~15%时, blt4.9 表达量虽有提高, 但增加幅度不
明显; 随着干旱胁迫程度的增加, 当 PEG-6000浓度
为 20%时基因表达量显著增加 (P<0.05); 当 25%
PEG-6000 处理时, 基因表达量达到峰值, 约为对照
的 53.04 倍(旱地紫)和 24.18 倍(大麻); 当 PEG-6000
浓度为 30%时, 表达量仍显著高于对照。并且在模
拟干旱胁迫下, blt4.9 基因在抗旱性强的品种(旱地
紫)中的表达量显著高于在抗旱性弱的品种(大麻)中
(图 5-A)。

图 2 不同物种 blt4基因编码氨基酸序列的同源性比较(A)和系统进化树分析(B)
Fig. 2 Analysis of amino acid sequences (A) and phylogenetic tree (B) of blt4 genes from different species
A: 昆仑 12 blt4.9; B: 大麦 blt4.2 (Q43785); C: 大麦 blt4.3 (Q42842); D: 大麦 blt4.1 (Q43767); E: 大麦 blt4.9 (U63993.1); F: 硬粒小麦
blt4 (AEG47274); G: 小麦 blt4 (AAV66924); H: 黑麦 blt4.9 (ABG27011); I: 粳稻 blt4.9 (AAA74624)。
A: blt4.9 from Kunlun 12; B: blt4.2 of Hordeum vulgare (Q43785); C: blt4.3 of Hordeum vulgare (Q42842); D: blt4.1 of Hordeum vulgare
(Q43767); E: blt4.9 of Hordeum vulgare (U63993.1); F: blt4 of Triticum durum (AEG47274); G: blt4 of Triticum aestivum (AAV66924);
H: blt4.9 of Secale careale (ABG27011); I: blt4.9 of Oryza sativa (AAA74624).
第 3期 姚晓华等: 青稞脂质转运蛋白基因 blt4.9的克隆及其对非生物胁迫的响应 403



图 3 SOPMA软件预测 blt4.9的二级结构
Fig. 3 Secondary structure of the blt4.9 analyzed by SOPMA
卷曲、螺旋、延伸链分别用粉、蓝和红线条表示。
Curly, helix and extension chain are indicated with pink, blue, and red lines, respectively.

图 4 blt4.9编码蛋白质二级结构、疏水性以及抗原分析
Fig. 4 Secondary structure, hydrophilicity, and antigenic analysis of blt4.9

4℃低温胁迫 0~48 h, 旱地紫和大麻两品种的
blt4.9 基因表达量都随胁迫时间的延长而显著增加,
并且在耐冷性较强的旱地紫中表达量高于在耐冷性
较弱的大麻中(图 5-B)(P<0.05)。
2.3.2 blt4.9在 ABA胁迫下的表达 0~500 mol
L1 ABA 胁迫处理下, 随着外源 ABA 浓度的增加,
blt4.9 基因表达量呈先增加后降低的趋势, 50 μmol
L–1 ABA 处理的表达量最高 , 为对照的 8.96 倍
(P<0.05); 100~500 μmol L–1 ABA胁迫下, blt4.9基因
表达量均低于对照, 但与对照差异不显著(图 6)。
3 讨论
植物在遭遇低温胁迫时, 会诱导多种在转录水
平调节的启动子区域有一个 cis 作用元件(TACCG
ACAT)基因表达, 受冷调节信号作用, 称为脱水反
应因子 DRE[17]。国内外对大麦 blt 基因家族各成员
研究比较多, 何涛和贾敬芬[15]、邓晓青等[18]都克隆
了青稞 blt14.2 基因, 证明该基因是低温专一诱导基
因, 在组织中特异性表达, 在植物的抗寒中具有一
定的作用。White等[19]用低温感应基因 blt4.1作为探
404 作 物 学 报 第 42卷



图 5 blt4.9基因在模拟干旱胁迫下(A)和低温下(B)的表达
Fig. 5 Expressions of blt4.9 gene under drought (A) and low temperature (B) stresses
以旱地紫无胁迫处理为对照, 不同小写字母表示处理间在 0.05水平有显著差异。
Handizi without stress treatment was used as the control. Different letters above error bars indicate significant difference among treatments at
P<0.05.


图 6 blt4.9基因在 ABA胁迫下的表达
Fig. 6 Expression level of blt4.9 gene under ABA stress
以昆仑 12无 ABA处理为对照, 不同小写表示处理间在 0.05水
平有显著差异。
Kunlun 12 without ABA treatment was used as the control.
Different letters above error bars indicate significant difference
among treatments at P<0.05.

针, 克隆了编码大麦脂质转运蛋白的 3个同家族的
基因序列 gblt4.2、gblt4.6 和 gblt4.9, 并且发现它们
的序列中存在与低温反应元件(accgaca)相似的序列,
但 blt4 基因家族的耐寒功能是否与低温反应原件有
关, 还有待进一步证明。本研究通过克隆青稞 blt4.9
基因及其序列分析, 也发现一个与上述顺式作用元
件相似的低温反应元件 CCGAC, 由此推测, 该元件
可能与青稞的耐寒性有一定关系。另外, 受实验条
件限制, 本试验只测定了抗逆性不同的两个青稞品
种中 blt4.9基因对 4℃低温胁迫的表达反应, 初步结
果显示青稞品种耐冷性与 blt4.9 基因表达呈正相关,
这一结果若能经研究确认, 则或许能作为选育青稞
耐寒新品种的鉴定方法之一。
通过分析青稞品种昆仑 12中 blt4.9的基因序列,
得知该基因编码的蛋白质是一个高度疏水蛋白, 其
氨基酸成分和冷诱导基因编码蛋白的氨基酸成分相
似; 在二级结构上, blt4.9富含 α-螺旋(48.7%)。高比
例的 α 螺旋使 blt4.9 蛋白在空间上具有很大的柔性
和流动性, 有利于在分子内形成氢键, 使蛋白质分
子形成任何方向上伸展、拉长及弯曲的无规则卷曲
结构, 保护细胞及膜免遭逆境的伤害[20]。Steponkus
等[21]提出一个假设, 即某些亲水脂 α 螺旋对膜磷脂
层内部的弯曲性有很强的作用, 并影响到它们形成
六角形 II 相。用这个内部弯曲假说可以解释抗冻基
因编码的亲水性多肽的作用。它们都形成亲水脂性
α 螺旋的区域, 因此都可能通过影响膜磷脂层内部
的弯曲性, 来稳定膜结构以抵抗干旱、冷冻和高盐
等引起的细胞脱水而造成的膜伤害。据邓江明等[22]
报道, 这些高度的亲水性蛋白质对膜起保护和稳定
作用, 从而防止冰冻损伤, 提高植物的抗冻性。但本
研究结果与之相反, 青稞 blt4.9 基因编码的蛋白质
绝大多数都位于疏水区 , 没有形成较大的亲水区 ,
是一个高度疏水性蛋白质。有研究表明, blt4和植物
脂质转运蛋白基因高度同源[23], LTP 肽链也具有较
大的疏水面, 且 LTP在植株体内主要充当防御蛋白,
外界温度、干旱等环境因子的变化, 诱导 LTP 基因
的表达[24-25]。本研究通过实时荧光定量 PCR分析表
明, 青稞 blt4.9基因对干旱、低温和 ABA均能产生
上调表达现象, 说明该基因可能在青稞抗旱、冷冻
第 3期 姚晓华等: 青稞脂质转运蛋白基因 blt4.9的克隆及其对非生物胁迫的响应 405


胁迫和ABA信号通路中发挥着重要的保护功能; 这
一研究结果与李倩等[26]研究的小麦脂质转运蛋白基
因 TaLTP在 ABA、PEG、NaCl及 4℃低温胁迫诱导
下均上调表达 , 可能与抗逆性调节相关的结果类
似。另外, 本研究还发现, 在相同的逆境胁迫下抗逆
性强的青稞品种, 其 blt4.9 基因表达量显著高于抗
逆性弱的品种, 提示我们可以检测在一定程度的干
旱或者冷胁迫下 blt4.9 基因的表达量来判断青稞的
抗逆性。
4 结论
克隆了青稞 blt4.9 基因 (GenBank 登录号为
KU170187), 该基因对干旱、冷冻以及 ABA 胁迫均
有表达响应, 且在干旱和低温胁迫下抗逆性强的品
种表达量显著高于抗逆性弱的品种, 推测该基因在
青稞的抗逆性反应中起重要作用。
References
[1] 郭本兆. 青海经济植物志. 西宁: 青海人民出版社, 1987
Guo B Z. Economic Plant Flora of Qinghai. Xining: Qinghai
People’s Publishing House, 1987 (in Chinese)
[2] 臧靖巍, 阚建全, 陈宗道, 赵国华. 青稞的成分研究及其应用
现状. 中国食品添加剂, 2004, (4): 43–46
Zang J W, Kan J Q, Chen Z D, Zhao G H. Applications of barley
study on its components. China Food Additives, 2004, (4): 43–46
(in Chinese with English abstract)
[3] Kader J C. Lipid-transfer proteins in plants. Annu Rev Plant
Physiol Plant Mol Biol, 1996, 47: 627–654
[4] Yubero-Serrano E M, Moyano E, Medina - Escobar N, Munoz-
Blanco J, Caballero J L. Identification of a strawberry gene en-
coding a non-specific lipid transfer protein that responds to ABA,
wounding and cold stress. J Exp Bot, 2003, 54: 1865–1877
[5] Hsu C Y, Creeeh R G, Johnie J N, Ma D P. Analysis of promoter
activity of cotton lipid transfer protein gene LTP6 in transgenic
tobacco plants. Plant Sci, 1999, 143: 63–70
[6] Tobias B D, Dansen Jan W, Fred S W, Ronald J W, Arie H,
Theodorus W G, Karel W W. High affinity binding of very long
chain fatty acyl CoA esters to the peroxisomal nonspecific lipid
transfer protein (sterol carrier protein). Biochem J, 1999, 339:
193–199
[7] Wu G, Robertson A J, Liu X, Zheng P, Wilen R W, Nesbitt N T. A
lipid transfer protein gene BG-14 is differentially regulated by
abiotic stress, ABA, anisomycin, and sphingosine in bromegrass
(Bromus inermis). Plant Physiol, 2004, 161: 449–458
[8] Jung S H, Lee J Y, Lee D H. Use of SAGE technology to reveal
changes in gene expression in Arabidopsis leaves undergoing
cold stress. Plant Mol Biol, 2003, 52: 553–567
[9] Hincha Dirk K. Cryoprotectin: a plant lipid-transfer protein
homologue that stabilizes membranes during freezing. In: Phi-
losophical transactions of the Royal Society of London. Series B,
Biological Sciences, 2002. pp 909–915
[10] Dunn M A, White A J, Vural S, Hughes M A. Identification of
promoter elements in a low-temperature-responsive gene (blt4.9)
from barley (Hordeum vulgare L.). Plant Mol Biol, 1998, 38:
551–564
[11] Hughes M A, Durm M A. The molecular biology of plant accli-
mation to low temperature. J Exp Bot, 1996, 47: 291–305
[12] Dunn M A, Goddard N J, Zhang L, Pearce R S, Hughes M A.
Low-temperature-responsive barley genes have different control
mechanisms. Plant Mol Biol, 1994, 24: 879–888
[13] Pfaffl M W. A new mathematical model for relative quantification
in real-time RT-PCR. Nucl Acids Res, 2001, 4: 29–45
[14] Thomashow M F. Arabidopsis thaliana as a model for studying
mechanisms of plant cold tolerance. In: Meyerowitz E, Somer-
ville C, eds. Arabidopsis. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring
Harbor Laboratory Press, 1994. pp 807–834
[15] 何涛, 贾敬芬. 青稞 hbltl4.2 基因的克隆及功能分析. 作物学
报, 2009, 35: 295–300
He T, Jia J F. Cloning and function analysis of hblt14.2 gene in
highland barley (Hordeum vulagare L. var. nudum Hook. f.). Acta
Agron Sin, 2009, 35: 295–300 (in Chinese with English abstract)
[16] 李长生, 赵传志, 李爱芹, 李兴圃, 赵光敬, 王兴军. 植物脂
质转运蛋白的研究. 山东农业科学, 2009, (8): 15–17
Li C S, Zhao C Z, Li A Q, Li X P, Zhao G J, Wang X J. Study of
plant transfer proteins. Shandong Agric Sci, 2009, (8): 15–17 (in
Chinese with English abstract)
[17] 郭晋艳, 郑晓瑜, 邹翠霞. 李秋莉. 植物非生物胁迫诱导启动
子顺式元件及转录因子研究进展. 生物技术通报, 2011, (4):
16–18
Guo J Y, Zheng X Y, Zou C X, Li Q L. Research progress of
cis-elements of abiotic stress inducible promoters and associated
transcription factors. Biotechnol Bull, 2011, (4): 16–18 (in Chi-
nese with English abstract)
[18] 邓晓青, 姚晓华, 吴昆仑, 迟德钊. 青稞 LTP 蛋白基因 blt14.2
的克隆及其在低温下的表达. 中国农业大学学报, 2012, 17(2):
18–24
Deng X Q, Yao X H, Wu K L, Chi D Z. Isolation of a blt14.2
gene encoding LTP protein of hulless barley and its expression in
low temperature. J China Agric Univ, 2012, 17(2): 18–24 (in
Chinese with English abstract)
[19] White A J, Dunn A M, Brown K, Hughes M A. Comparative
analysis of genomic sequence and expression of a lipid transfer
protein gene family in winter barley. J Exp Bot, 1994, 45:
1885–1892
[20] 王艇, 苏应娟, 刘良式. 植物低温诱导蛋白和低温诱导基因的
表达调控. 武汉植物学研究, 1997, 15: 80–90
Wang T, Su Y J, Liu L S. Plant low-temperature-induced protein
and regulation of the expression of low-temperature-induced gene.
J Wuhan Bot Res, 1997, 15: 80–90 (in Chinese with English ab-
stract)
[21] Steponkus P L, Uemura M, Joseph R A, Gilmous S J,
Thomashow M F. Mode of action of the CoR15a gene on the
freezing tolerance of Arabidopsis thaliana. Proc Natl Acad Sci
USA, 1998, 95: 14570–14575
[22] 邓江明, 简令成. 植物抗冻机理研究新进展: 抗冻基因表达及
其功能. 植物学通报, 2001, 18: 521–530
Deng J M, Jian L C. Advances of studies on plant freez-
406 作 物 学 报 第 42卷


ing-tolerance mechanism: freezing tolerance gene expression and
its function. Chin Bull Bot, 2001, 18: 521–530 (in Chinese with
English abstract)
[23] Hughes M A, Dunn M A, Pearce R S, White A J, Zhang L. An
abscisic-acid-responsive, low temperature barley gene has ho-
mology with a maize phospholipid transfer protein. Plant Cell &
Environ, 1992, 15: 861–865
[24] Soufleri I A, Vergnolle C, Miginiac E, Kader J C. Germina-
tion-specific lipid transfer protein cDNA in Brassica napus L.
Planta, 1996, 199: 229–237
[25] Liu K H, Lin T Y. Cloning and characterization of two novel lipid
transfer protein I genes in Vigna radiate. DNA Seq, 2003, 14:
420-426
[26] 李倩, 王景一, 毛新国, 李昂, 高丽锋, 刘惠民, 景蕊莲. 小麦
脂质转运蛋白基因 TaLTP 克隆及功能分析. 作物学报, 2015,
41: 673–682
Li Q, Wang J Y, Mao X G, Li A, Gao L F, Liu H M, Jing R L.
Cloning and functional analysis of lipid transfer protein gene
TaLTP in wheat. Acta Agron Sin, 2015, 41: 673–682 (in Chinese
with English abstract)