垫状卷柏SpLEA1基因克隆及干旱胁迫下的表达分析

分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2022-03-30 合作期刊: 《广西植物》

周璇 高鹏华 鄢波

摘要： 晚期胚胎发育丰富蛋白（late embryogenesis abundant，LEA）与植物抗逆性密切相关，在干旱胁迫下保护植物细胞，减少植物损伤，并广泛存在于生物体内。垫状卷柏（Selaginella pulvinata）是一种在干旱胁迫下生存能力极强的蕨类植物，具有很强的恢复能力。为探究垫状卷柏SpLEA1基因在耐旱植物中的分子机制与表达特征，该研究以高耐旱性植物垫状卷柏为实验材料，基于转录组测序结果，采用RT-PCR技术获得SpLEA1基因cDNA序列，采用HiTail-PCR技术获得启动子序列，利用生物信息学对序列进行了分析，采用qRT-PCR技术，分析了SpLEA1基因在干旱胁迫下的表达模式。结果表明：（1）垫状卷柏SpLEA1全长为476 bp，开放阅读框（ORF）为279 bp，共编码92个氨基酸，通过在线工具预测到蛋白分子量为9 491.46 Da, 等电点为5.45，蛋白结构预测分析表明该蛋白为亲水性蛋白，含有10个磷酸化位点，二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。（2）预测到SpLEA1蛋白的保守结构域为Lea-5，来源于LEA1家族，基于系统发生树和遗传距离矩阵，发现垫状卷柏SpLEA1与来自鹰嘴豆（Cicer arietinum ）和红三叶（Trifolium pratense）的Lea-5蛋白同源性较高。（3）利用在线工具对启动子序列进行顺式作用元件的预测分析发现SpLEA1基因启动子含有5类激素响应元件和与干旱胁迫响应有关的功能元件。（4）在自然干旱处理下SpLEA1基因表达上调并在12 h时达到峰值，在24 h干旱后进行复水处理，表达量显著下调。综上所述，SpLEA1基因在垫状卷柏中很可能参与了干旱胁迫响应机制的相关调控。此结果为进一步研究垫状卷柏SpLEA1基因在干旱胁迫下的功能及其表达调控机制奠定了基础。

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