洋葱AcLOX2基因的克隆与表达分析

发布时间：2021-12-11 09:22

　　植物脂氧合酶（lipoxygenases, LOXs）是一类非血红素和含铁的脂肪酸双氧合酶,在脂类氧化过程起到关键作用,对种子老化过程有一定影响。洋葱（Allium cepa）种子为短命种子,对实际生产造成严重影响。为研究LOX基因对洋葱种子发育及老化过程的影响,本研究以洋葱为实验材料,通过cDNA末端快速扩增（rapid amplification of cDNA ends, RACE）技术对AcLOX2 （Gene Bank登录号:KX427168.1）cDNA全长进行克隆;结合生物信息学分析其基因序列特征;亚细胞定位研究其表达部位;利用q RTPCR明确AcLOX2在洋葱种子不同时期、不同部位的表达模式。结果表明,AcLOX2全长3 087 bp,包含2 727 bp的开放阅读框,编码908个氨基酸;亚细胞定位揭示AcLOX2位于线粒体中;时空表达模式分析表明,AcLOX2在所有测量的组织中均有表达,其表达水平与衰老时间呈正相关。本实验初步证实了AcLOX2在种子老化过程中起重要作用,为洋葱种子短寿命机理的研究奠定了基础。 

【文章来源】：农业生物技术学报. 2020,28(09)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

Ac LOX2基因一步RT (A)及3"RACE(B)和5"RACE (C)的克隆产物

Ac LOX2基因推测的蛋白质经BLASTx分析显示洋葱与海枣(Phoenix dactylifera)、野生型马来西亚蕉(Musa acuminata subsp.malaccensis)、油棕(Elaeis guineensis)、葡萄(Vitis vinifera)、木薯(Manihot esculenta)等变种同源性超过70%。将Ac LOX2推测的氨基酸序列与其他物种LOX的氨基酸序列比对分析，结果表明Ac LOX2具有一个主要基序R/CF(图2)。植物中LOX根据亚油酸氧化的位置特异性分为9-LOX与13-LOX两类，为了进一步研究洋葱种子的Ac LOX2与其他植物物种LOX之间的关系，通过MEGA 6.0软件依据临近相连法构建了Ac LOX2的系统树(图3)。洋葱Ac LOX2与芦笋、野生型马来西亚蕉、菠萝(Ananas comosus)、海枣及油棕亲缘关系更紧密，属13-LOX。

为明确Ac LOX2在洋葱中不同组织、器官中的表达情况，取根、茎、假茎、叶片、授粉后5、15、25、25 d的早熟种子及当年成熟种子中进行q RT-PCR分析。结果表明，Ac LOX2在所分析的组织中均有表达，但丰度各异(图4A)。在洋葱不同组织中Ac LOX2表达量各不相同，授粉后15 d的早熟种子Ac LOX2表达量最弱，授粉后25 d的早熟种子其次，成熟种子表达量骤增，其表达量最高，且显著高于其他各部位。这表明Ac LOX2可能与洋葱种子老化相关，并在洋葱生长发育中行使着不同的生理功能。为了进一步确认Ac LOX2是否影响种子老化，我们对0、2、4、6、8、10、12、14 d的AA及NA种子进行q RT-PCR分析。当人工老化超过4 d时，AA种子中AcLOX2的表达量是未经过人工老化处理的成熟种子AA(0 d)的两倍。人工老化时间少于14 d时，AcLOX2表达量与老化时间呈正相关，并在人工老化14 d时AcLOX2表达量达到峰值(图4B)。由此推测，AcLOX2可能在种子发育、成熟和衰老中起关键作用。2.4 亚细胞定位

【参考文献】：
期刊论文
[1]Involvement of sweet pepper Ca LOX2 in jasmonate-dependent induced defence against Western flower thrips[J]. Sandeep J Sarde,Klaas Bouwmeester,Jhon Venegas-Molina,Anja David,Wilhelm Boland,Marcel Dicke.  Journal of Integrative Plant Biology. 2019(10)
[2]种子老化的生理化与分子机理研究进展[J]. 田桂霞.  农业与技术. 2018(10)
[3]洋葱AcLOX1基因的克隆及其表达分析[J]. 李倩,赵泓,刘倩纯,温常龙,黄科,王永勤.  农业生物技术学报. 2016(04)
[4]种子老化的生理生化与分子机理研究进展[J]. 刘娟,归静,高伟,马俊峰,王佺珍.  生态学报. 2016(16)
[5]实葶葱种子老化过程中萌发及贮藏物质含量的变化[J]. 帕提曼·阿布都热合曼,迪丽拜尔·艾合买托拉,艾克怕尔·吾买尔.  种子. 2014(06)



本文编号：3534420