發(fā)布時(shí)間：2017-11-19 01:10

  本文關(guān)鍵詞：玉米逆境響應(yīng)基因ZmGST23克隆和表達(dá)分析

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【摘要】：谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferases,GSTs)是植物抗氧化系統(tǒng)的重要成員,在初生代謝、次生代謝、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及逆境響應(yīng)等生物學(xué)過程中發(fā)揮著重要作用。本研究以Gen Bank中公布的玉米谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶23基因(ZmGST23)m RNA序列(Gen Bank登錄號(hào):NM_001111524)為依據(jù),采用RT-PCR方法從玉米(Zea mays)自交系F83中克隆得到ZmGST23基因669 bp的完整開放閱讀框(open reading frame,ORF),編碼222個(gè)氨基酸,蛋白分子量為24.84 k D,理論等電點(diǎn)為5.68。保守結(jié)構(gòu)域分析表明,該基因具有GSTs所特有的N端及C端結(jié)構(gòu)域,并含有典型的G位點(diǎn)及H位點(diǎn),屬于Tau類谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶。系統(tǒng)進(jìn)化分析表明,ZmGST23編碼蛋白與高粱(Sorghum bicolor)GST蛋白親緣關(guān)系最近,且在不同物種間存在明顯的種屬特性。啟動(dòng)子序列分析結(jié)果顯示,ZmGST23基因啟動(dòng)子區(qū)含有多個(gè)響應(yīng)逆境及植物激素的作用元件,包括脫落酸(abscisic acid,ABA)響應(yīng)元件、生長(zhǎng)素(auxin,IAA)響應(yīng)元件、赤霉素(gibberellin,GA)響應(yīng)元件、厭氧響應(yīng)元件、防御及逆境響應(yīng)元件以及干旱誘導(dǎo)的MYB轉(zhuǎn)錄因子(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog,MYB)結(jié)合位點(diǎn)。脅迫誘導(dǎo)表達(dá)分析表明,ZmGST23的表達(dá)顯著受干旱脫水、水澇、鹽、ABA、IAA、GA、低溫及高溫等非生物脅迫的誘導(dǎo)。組織特異性表達(dá)分析表明,ZmGST23基因在幼芽和成熟葉片中表達(dá)量較高,在幼根、花絲、苞葉、雌穗及雄穗中表達(dá)量較低,存在明顯的組織特異性。將ZmGST23基因片段連接至原核表達(dá)載體p EASY-E1中,轉(zhuǎn)化大腸桿菌(Escherichia coli)BL21,用0.5 mmol/L的異丙基硫代半乳糖苷(isopropylβ-D-1-thiogalactopyranoside,IPTG)誘導(dǎo)表達(dá)1~4 h后獲得30 k D的誘導(dǎo)蛋白。本研究結(jié)果為進(jìn)一步利用該基因進(jìn)行玉米抗性改良提供了一定的理論依據(jù)。
【作者單位】： 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/甘肅省作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所;
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)前期研究專項(xiàng)(No.2012CB722902) 甘肅省創(chuàng)新群體基金項(xiàng)目(No.1308RJZA005)
【分類號(hào)】：S513
【正文快照】： 在全球氣候變化的背景下,農(nóng)作物遭受非生物脅迫影響已成為常態(tài),干旱、水澇、土壤鹽漬化、高溫及低溫成為影響玉米(Zea mays)生長(zhǎng)及產(chǎn)量形成的主要非生物脅迫因子,造成的產(chǎn)量損失可達(dá)50%以上(Hasanuzzaman et al.,2012)。研究玉米在非生物逆境下的防御機(jī)制、分離克隆關(guān)鍵抗逆基，

本文編號(hào)：1201783