玉米蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因ZmSUT4克隆及其低溫脅迫下的表達(dá)模式
摘要：【目的】克隆玉米蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因ZmSUT4,并明確其組織表達(dá)特性及在低溫脅迫下的表達(dá)模式,為深入研究SUT4基因響應(yīng)低溫脅迫的作用機(jī)理提供理論依據(jù)。【方法】以玉米自交系黃早四幼苗為材料,采用RT-PCR克隆其ZmSUT4基因,分析其生物學(xué)信息,構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹,并采用實(shí)時熒光定量PCR(qRT-PCR)檢測其組織表達(dá)特異性及低溫脅迫(4℃)下不同組織中的表達(dá)模式。【結(jié)果】克隆獲得的ZmSUT4基因(GenBank登錄號MK541991)全長為1621bp,開放閱讀框(ORF)長度為1506bp,編碼501個氨基酸,編碼蛋白的分子量53.36kD,理論等電點(diǎn)(pI)8.84,具有12個跨膜結(jié)構(gòu),定位于細(xì)胞膜上,既屬于易化擴(kuò)散載體(MFS)家族成員,也屬于蔗糖/H+共轉(zhuǎn)運(yùn)體(GPH)超家族成員,其中第25~447位氨基酸是MFS家族蛋白的保守結(jié)構(gòu)域,第17~484位氨基酸是GPH超家族成員的蔗糖運(yùn)轉(zhuǎn)子保守結(jié)構(gòu)域GPH-sucrose。ZmSUT4蛋白的氨基酸序列與單子葉植物SUT4蛋白同源性較高,為86%~96%,聚集在同一分支上;與雙子葉植物SUT4蛋白同源性較低,為62%~65%,說明該類蛋白在不同物種間高度保守。ZmSUT4基因在玉米的根、莖和葉中均有表達(dá),以根中的表達(dá)量最高,其次是葉,莖中的表達(dá)量最低。低溫脅迫下,ZmSUT4基因在不同組織中表達(dá)量模式不同,根和葉中ZmSUT4基因表達(dá)量均在脅迫24h達(dá)最大值,分別是低溫脅迫前(0h)表達(dá)量的2.21和2.62倍,莖中的ZmSUT4基因表達(dá)量在脅迫6h達(dá)最大值,是低溫脅迫前表達(dá)量的3.01倍。【結(jié)論】ZmSUT4基因受低溫脅迫誘導(dǎo)表達(dá),推測其是調(diào)控玉米響應(yīng)低溫脅迫的關(guān)鍵基因。
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