木薯干旱胁迫响应CC类谷氧还蛋白基因的筛选与体外表达分析
发布时间：2020-03-14 22:26
【摘要】：CC类谷氧还蛋白(CC-type glutaredoxins)是高等植物中所特有的一类谷氧还蛋白,模式植物中的研究表明,CC类GRX可以与TGA转录因子互作,在植物器官发育及响应环境胁迫过程中起重要的调控作用。基因差异表达分析结果表明,木薯中有多个CC类GRX基因在叶片中的表达受干旱胁迫的诱导。为了进一步研究木薯中CC类GRX蛋白与TGA的互作,本研究选择了其中的Me GRX058和Me GRX785这两个基因作进一步体外蛋白表达分析。理化性质及二级结构预测分析表明Me GRX058和Me GRX785蛋白分子量均在11 k D左右,具有谷氧还蛋白以及CC类谷氧还蛋白典型的结构域。通过构建酵母表达载体及植物表达载体,利用HA-Tag和GFP分别对Me GRX058和Me GRX785蛋白进行标记,在酵母和转基因木薯中进行表达,随后对融合蛋白的表达进行了Western blot检测。结果表明Me GRX058和Me GRX785成功在酵母和转基因木薯中表达,为进一步筛选它们的互作蛋白、研究其结构与功能做铺垫。
【图文】：
ble2PhysicochemicalpropertiesofMeGRX058andMeGRX-785proteins理化性质Physicochemicalproperties相对分子质量(kD)Relativemolecularmass(kD)等电点TheoreticalpI带负电残基数Totalnumberofnegativelychargedresidues带正电残基数Totalnumberofpositivelychargedresidues不稳定性系数Instabilityindex脂肪系数Aliphaticindex亲水性系数HydrophiliccoefficientMeGRX05811.0106.7008.0008.00043.410108.8200.237MeGRX78511.4606.5309.0009.00042.830105.0000.129图1木薯6个CC类GRX基因在叶片,叶柄以及根中的表达分析注:1:叶片;2:叶柄;3:根Figure1ExpressionanalysisofsixCC-typegenesinleaves,peti-olesandrootsofcassavaNote:1:Leaf;2:Petiole;3:Root图2干旱胁迫条件下6个木薯CC类GRX基因在叶片及叶柄中的表达分析注:A:干旱胁迫条件下6个木薯CC类GRX基因在叶片中的表达分析;B:干旱胁迫条件下6个木薯CC类GRX基因在叶柄中的表达分析;CK:对照;D8:干旱胁迫第8天;D10:干旱胁迫第10天;D12:干旱胁迫第12天;D14;干旱胁迫第14天Figure2ExpressionanalysisofsixCC-typeGRXgenesinleavesandpetiolesofcassavaunderdroughtstressNote:A:ExpressionanalysisofsixCC-typeGRXgenesinleavesofcassavaunderdroughtstress;B:ExpressionanalysisofsixCC-typeGRXgenesinpetiolesofcassavaunderdroughtstress;CK:Control;D8:The8thdayofdroughtstress;D10:The10thdayofdroughtstress;D12:The12thdayofdroughtstress;D14;The14thdayofdroughtstress1206
分子植物育种MolecularPlantBreeding基因在干旱胁迫条件下的表达特性，结果表明，木薯中有多个CC类GRX基因在叶片中的表达受干旱胁迫的诱导(图2)。其中，MeGRX232基因和MeGRX892基因在木薯叶片中的表达受干旱胁迫的诱导，但在木薯叶柄中的表达不受干旱胁迫的影响；MeGRX360基因在木薯叶片和叶柄中分别在干旱胁迫的第10天和第14天的表达受到诱导；MeGRX058基因和MeGRX785基因在木薯叶片中明显受到干旱胁迫的诱导，在叶柄中的表达则对干旱胁迫没有明显响应。说明木薯CC类GRX基因家族成员对干旱胁迫的响应具有明显的差异。1.3MeGRX058和MeGRX785基因结构分析及基因的克隆为了进一步研究木薯CC类GRX基因的特性，我们选择了MeGRX058和MeGRX785这两个基因作进一步的研究。MeGRX058基因全长1410bp，，无内含子(图3)，含有309bp的开放式阅读框架(openreadingframe,ORF)，编码102个氨基酸；MeGRX785基因全长894bp，无内含子(图3A)，含有315bp的ORF，编码104个氨基酸。采用表4中的引物，以干旱处理14d木薯叶片的cDNA为模板进行扩增(图3B)。经测序获得了含完整ORF的cDNA序列。1.4MeGRX058和MeGRX785蛋白的理化性质及二级结构分析利用ExPASyProteomicsServer提供的在线工具ProtParam(http://web.expasy.ch/tools/protparam.html)预测基因编码蛋白的理化性质(表2)，推测蛋白MeGRX058的相对分子质量为11.01kD，等电点为6.70。该蛋白带负电残基(Asp+Glu)数和带正电残基(Arg+Lys)数都为8，不稳定性系数是43.41，脂肪系数是108.82，亲水性系数为0.237。MeGRX785的相对分子质量为11.46kD，等电点为6.53。该蛋白带负电残基(Asp+Glu)数和带正电残基(Arg+Lys)数都
【图文】：
ble2PhysicochemicalpropertiesofMeGRX058andMeGRX-785proteins理化性质Physicochemicalproperties相对分子质量(kD)Relativemolecularmass(kD)等电点TheoreticalpI带负电残基数Totalnumberofnegativelychargedresidues带正电残基数Totalnumberofpositivelychargedresidues不稳定性系数Instabilityindex脂肪系数Aliphaticindex亲水性系数HydrophiliccoefficientMeGRX05811.0106.7008.0008.00043.410108.8200.237MeGRX78511.4606.5309.0009.00042.830105.0000.129图1木薯6个CC类GRX基因在叶片,叶柄以及根中的表达分析注:1:叶片;2:叶柄;3:根Figure1ExpressionanalysisofsixCC-typegenesinleaves,peti-olesandrootsofcassavaNote:1:Leaf;2:Petiole;3:Root图2干旱胁迫条件下6个木薯CC类GRX基因在叶片及叶柄中的表达分析注:A:干旱胁迫条件下6个木薯CC类GRX基因在叶片中的表达分析;B:干旱胁迫条件下6个木薯CC类GRX基因在叶柄中的表达分析;CK:对照;D8:干旱胁迫第8天;D10:干旱胁迫第10天;D12:干旱胁迫第12天;D14;干旱胁迫第14天Figure2ExpressionanalysisofsixCC-typeGRXgenesinleavesandpetiolesofcassavaunderdroughtstressNote:A:ExpressionanalysisofsixCC-typeGRXgenesinleavesofcassavaunderdroughtstress;B:ExpressionanalysisofsixCC-typeGRXgenesinpetiolesofcassavaunderdroughtstress;CK:Control;D8:The8thdayofdroughtstress;D10:The10thdayofdroughtstress;D12:The12thdayofdroughtstress;D14;The14thdayofdroughtstress1206
分子植物育种MolecularPlantBreeding基因在干旱胁迫条件下的表达特性，结果表明，木薯中有多个CC类GRX基因在叶片中的表达受干旱胁迫的诱导(图2)。其中，MeGRX232基因和MeGRX892基因在木薯叶片中的表达受干旱胁迫的诱导，但在木薯叶柄中的表达不受干旱胁迫的影响；MeGRX360基因在木薯叶片和叶柄中分别在干旱胁迫的第10天和第14天的表达受到诱导；MeGRX058基因和MeGRX785基因在木薯叶片中明显受到干旱胁迫的诱导，在叶柄中的表达则对干旱胁迫没有明显响应。说明木薯CC类GRX基因家族成员对干旱胁迫的响应具有明显的差异。1.3MeGRX058和MeGRX785基因结构分析及基因的克隆为了进一步研究木薯CC类GRX基因的特性，我们选择了MeGRX058和MeGRX785这两个基因作进一步的研究。MeGRX058基因全长1410bp，，无内含子(图3)，含有309bp的开放式阅读框架(openreadingframe,ORF)，编码102个氨基酸；MeGRX785基因全长894bp，无内含子(图3A)，含有315bp的ORF，编码104个氨基酸。采用表4中的引物，以干旱处理14d木薯叶片的cDNA为模板进行扩增(图3B)。经测序获得了含完整ORF的cDNA序列。1.4MeGRX058和MeGRX785蛋白的理化性质及二级结构分析利用ExPASyProteomicsServer提供的在线工具ProtParam(http://web.expasy.ch/tools/protparam.html)预测基因编码蛋白的理化性质(表2)，推测蛋白MeGRX058的相对分子质量为11.01kD，等电点为6.70。该蛋白带负电残基(Asp+Glu)数和带正电残基(Arg+Lys)数都为8，不稳定性系数是43.41，脂肪系数是108.82，亲水性系数为0.237。MeGRX785的相对分子质量为11.46kD，等电点为6.53。该蛋白带负电残基(Asp+Glu)数和带正电残基(Arg+Lys)数都
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本文编号：2587059
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