運用生物信息學方法,從丹參（Salvia miltiorrhiza）基因組數(shù)據(jù)庫中鑒定得到5個脫氫抗壞血酸還原酶（Dehydroascorbate reductase,DHAR）家族成員SmDHAR1～SmDHAR5,分析了基因結構特征、編碼蛋白的理化性質、亞細胞定位、高級結構、系統(tǒng)進化關系以及啟動子順式作用元件,并考察了其在不同組織及脅迫下的表達模式。結果表明,SmDHAR基因家族成員長度在724～3 296 bp之間,含有1～5個外顯子不等,編碼218～470個氨基酸;其編碼蛋白多為親水性蛋白,且多不含跨膜結構域。SmDHAR家族成員分布在葉綠體和胞質外。系統(tǒng)進化分析結果顯示丹參SmDHAR基因分為2個亞類。上游啟動子區(qū)域分析發(fā)現(xiàn)SmDHAR基因家族成員均含有與植物發(fā)育、激素及脅迫響應相關的順式作用元件。表達模式分析結果顯示,SmDHAR5在丹參根中顯著高表達,而在其余組織中表達量較低;SmDHAR1、SmDHAR3與SmDHAR4在根、莖、葉中表達量較高,在花組織中表達最低;SmDHAR2表現(xiàn)為組成型高表達。SmDHAR在茉莉酸甲酯、酵母提取物、脫落酸、赤霉素、水楊酸等處理時也表... 

【文章來源】：園藝學報. 2020,47(11)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

不同植物DHAR蛋白系統(tǒng)進化樹

通過NCBI基因表達數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)（NCBI登錄號：SRP111399）分析了丹參SmDHAR家族成員在茉莉酸甲酯和酵母提取物脅迫時的表達情況（圖3）。結果顯示，SmDHAR受這兩種誘導子的誘導表達且表達模式各有不同：SmDHAR1、SmDHAR2對茉莉酸甲酯和酵母提取物的誘導均顯示出表達上調，而SmDHAR3則對二者的誘導顯示出表達下調。SmDHAR4應答酵母提取物的誘導表達上調而對在茉莉酸甲酯處理時下調表達。進一步采用熒光定量PCR分析SmDHAR基因的表達模式，結果（圖4）顯示，SmDHAR2表現(xiàn)為組成型表達，在根、莖、葉與花中的表達量均高，并無顯著差異；而SmDHAR5則在根中顯著高表達；其余SmDHAR1、SmDHAR3與SmDHAR4基因則在根、莖、葉中表達量較高，在花中表達量低，且無顯著差異。

進一步采用熒光定量PCR分析SmDHAR基因的表達模式，結果（圖4）顯示，SmDHAR2表現(xiàn)為組成型表達，在根、莖、葉與花中的表達量均高，并無顯著差異；而SmDHAR5則在根中顯著高表達；其余SmDHAR1、SmDHAR3與SmDHAR4基因則在根、莖、葉中表達量較高，在花中表達量低，且無顯著差異。在不同植物生長調節(jié)劑處理下（圖5，圖6),SmDHAR基因表現(xiàn)出不同的應答模式。與0 h相比，SmDHAR1、SmDHAR5迅速響應脫落酸的處理，其表達量顯著上調0.5 h即達到表達量峰值；SmDHAR2應答較為緩慢，處理6 h時達到表達量峰值；而脫落酸處理抑制SmDHAR3和SmDHAR4的表達。在響應赤霉素處理時，SmDHAR1和SmDHAR2的表達量較處理0 h時迅速增加，在處理2h后達到表達量峰值；較0 h相比，SmDHAR4的表達量在赤霉素處理4 h后顯著下調；SmDHAR3和SmDHAR5不受赤霉素處理的誘導表達。水楊酸處理顯著抑制SmDHAR2的表達同時顯著誘導SmDHAR1的表達，其他成員呈現(xiàn)不響應水楊酸誘導的表達模式。


本文編號：3121657