【摘要】：【目的】PHT1基因家族是影響植物吸收磷營(yíng)養(yǎng)的重要磷轉(zhuǎn)運(yùn)子之一。從杉木32號(hào)磷高效家系c DNA中克隆得到PHT1基因家族的1個(gè)杉木磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因ClPht1;1,并對(duì)不同程度磷脅迫下ClPht1;1的時(shí)空表達(dá)進(jìn)行研究,為杉木PHT1基因序列特征和功能結(jié)構(gòu)的研究以及磷高效利用杉木基因型的選育奠定基礎(chǔ)�！痉椒ā扛鶕�(jù)PHT1基因家族序列保守性設(shè)計(jì)簡(jiǎn)并引物,以32號(hào)磷高效杉木基因型根系c DNA為模板進(jìn)行擴(kuò)增獲得目的基因ClPht1;1的c DNA序列,使用RACE技術(shù)對(duì)目的基因進(jìn)行全長(zhǎng)克隆,并對(duì)其序列特征、同源性和編碼磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)ClPht1;1在32號(hào)磷高效杉木家系根、莖、葉中的表達(dá),檢測(cè)中度缺磷脅迫下ClPht1;1在不同磷利用效率杉木4號(hào)、15號(hào)、25號(hào)、27號(hào)、28號(hào)、32號(hào)家系根系中的表達(dá)差異,以及在中度、重度缺磷脅迫下ClPht1;1在32號(hào)磷高效杉木家系根系中隨時(shí)間序列的表達(dá)量變化�！窘Y(jié)果】克隆得到1個(gè)杉木磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白PHT1基因,命名為ClPht1;1(Gen Bank登錄號(hào):KX302006),基因序列編碼區(qū)長(zhǎng)1 638 bp,編碼545 aa的蛋白質(zhì)。ClPht1;1所編碼蛋白質(zhì)由12個(gè)疏水的跨膜區(qū)域組成,1個(gè)疑似跨膜域。每個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域基本由17~25個(gè)氨基酸殘基組成螺旋,同時(shí)跨膜蛋白的N端和C端均位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi),保守序列位于第4個(gè)跨膜域。構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要骨架是α-螺旋,無(wú)信號(hào)肽序列。ClPht1;1基因編碼蛋白與日本柳杉PHT基因編碼蛋白的氨基酸序列相似性達(dá)到87.0%,與胡楊、油茶、馬尾松等PHT家族基因編碼蛋白的氨基酸序列相似性均在75%以上。ClPht1;1基因在杉木的根、莖、葉組織中均有表達(dá),其中在根中的表達(dá)量最高,在葉中的表達(dá)量最低。在中度缺磷脅迫下,ClPht1;1基因在杉木不同家系根部的表達(dá)量為25號(hào)27號(hào)4號(hào)15號(hào)32號(hào)28號(hào)。在中度和重度缺磷脅迫下,ClPht1;1基因在32號(hào)杉木家系根部的表達(dá)量隨脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸上升;恢復(fù)供磷后,ClPht1;1基因表達(dá)量逐漸下降至正常水平;重度缺磷脅迫下,ClPht1;1基因表達(dá)量要高于其在中度缺磷脅迫下的表達(dá)量�！窘Y(jié)論】ClPht1;1基因具有PHT1基因家族的典型結(jié)構(gòu),其編碼蛋白的氨基酸序列與日本柳杉等磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白氨基酸序列具有高度相似性,為杉木高親和磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白PHT1基因家族成員。ClPht1;1基因主要在杉木的根部表達(dá),在葉片中的表達(dá)量較低;杉木磷利用效率越強(qiáng),ClPht1;1基因在其根部的表達(dá)量越高。在不同磷利用效率的杉木家系中ClPht1;1基因表達(dá)量存在較大差異。ClPht1;1基因的表達(dá)受低磷脅迫的誘導(dǎo),缺磷脅迫下ClPht1;1基因表達(dá)量明顯升高,恢復(fù)供磷后ClPht1;1基因表達(dá)量明顯降低。
[Abstract]:[objective] PHT1 gene family is one of the important phosphorus transporters affecting plant phosphorus uptake. A phosphorous transporter gene (ClPht1;1,) of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) was cloned from c DNA of Chinese fir 32, and the temporal and spatial expression of ClPht1;1 was studied under different phosphorus stress. The results laid a foundation for the study of PHT1 gene sequence and functional structure and the selection of Chinese fir genotypes with high phosphorus efficiency. [methods] degenerate primers were designed according to the conserved sequence of PHT1 gene family. The c DNA sequence of the target gene ClPht1;1 was amplified from the root system of Chinese fir genotypes 32, and the target gene was cloned by RACE technique, and its sequence characteristics were analyzed. Homology and structure of phosphorous transporter were analyzed. Real-time fluorescence quantitative PCR was used to detect the expression of ClPht1;1 in roots, stems and leaves of Chinese fir families with high phosphorus efficiency, and the difference of ClPht1;1 expression in the roots of Chinese fir families 4, 15, 25, 27, 28, 32 under moderate phosphorus deficiency stress. And under moderate and severe phosphorus deficiency stress, the expression of ClPht1;1 in the roots of Chinese fir family No. 32 was changed with time series. [results] A phosphorous transporter PHT1 gene was cloned from Chinese fir (Cunninghamia lanceolata). Named ClPht1;1 (Gen Bank accession number: KX302006), the coding region of the gene sequence was 1 638 bp, encoding 545 aa protein. The protein encoded by ClPht1 1 was composed of 12 hydrophobic transmembrane regions and a suspected transmembrane domain. Each transmembrane domain consisted of 17 ~ 25 amino acid residues, and the N-terminal and C-terminal of the transmembrane protein were located in the cytoplasm, and the conserved sequence was located in the fourth transmembrane domain. The main skeleton of the protein is 偽 -helix. The amino acid sequence similarity between the unsignaled peptide sequence. ClPht1 gene encoding protein and the PHT gene protein of Japanese willow tree is 87.0, which is similar to the amino acid sequence of Populus euphratica and Camellia oleifera. The amino acid sequence similarity of PHT family proteins of Pinus massoniana was more than 75%. ClPht1 gene was expressed in the roots, stems and leaves of Chinese fir, and the highest in roots and the lowest in leaves. Under moderate phosphorus deficiency stress, the expression of ClPht1 gene in the roots of different Chinese fir families was No. 27, No. 15, No. 32, No. 28. Under moderate and severe phosphorus deficiency stress, the expression of ClPht1 1 gene in the roots of Chinese fir family No. 32 gradually increased with the extension of stress time, and the expression of ClPht1 gene decreased gradually to normal level after phosphorus supply was restored. The expression of ClPht1;1 gene in severe phosphorus deficiency stress was higher than that in moderate phosphorus deficiency stress. [conclusion] ClPht1;1 gene has the typical structure of PHT1 gene family. The amino acid sequence of the encoding protein is highly similar to that of the phosphorous transporter such as the Japanese willow fir. It is a member of the PHT1 gene family of high affinity phosphorous transporter of Chinese fir, which is mainly expressed in the root of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata). The higher the phosphorus use efficiency, the higher the expression of ClPht1 1 gene in the roots of Cunninghamia lanceolata (Cunninghamia lanceolata). In Chinese fir families with different P use efficiency, the expression of ClPht1;1 gene was significantly different. The expression of ClPht1 gene was induced by low phosphorus stress, and the expression of ClPht1;1 gene increased significantly under phosphorus deficiency stress, and the expression of ClPht1;1 gene decreased significantly after phosphorus recovery.
【作者單位】： 福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院;國(guó)家林業(yè)局杉木工程技術(shù)研究中心;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金海峽聯(lián)合基金項(xiàng)目(U1405211) 國(guó)家林業(yè)局杉木工程技術(shù)研究中心科技成果孵化基金(6213C0111)
【分類號(hào)】：S791.27

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本文編號(hào)：2256763