鹅掌楸AOX家族基因克隆与组织表达分析

摘要: 交替氧化酶（AOX）为植物呼吸作用电子传递链末端氧化酶，广泛存在于高等植物中，研究表明AOX在植物生长发育及适应性方面有着重要作用。鹅掌楸（Liriodendron chinense）为重要的珍贵用材及园林观赏树种，开展抗逆基因的研究，对于提高鹅掌楸适应性有重要意义。该文以鹅掌楸为研究对象，通过采用RT-PCR与RACE相结合的方法克隆获得3个AOX基因，其ORF长分别为858 bp、1 032 bp和1 044 bp，相应编码氨基酸数为285 aa、343 aa和347 aa，分别命名为LcAOX1a、LcAOX1b和LcAOX2。蛋白同源性分析发现鹅掌楸AOX家族蛋白序列高度保守，尤其在C端保守性极高，且均含有“EXXH”、“EEE-Y” 铁离子结合保守结构域。亚细胞定位分析结果显示LcAOX1a蛋白定位于线粒体及叶绿体之外的其他位置，LcAOX1b蛋白在叶绿体和线粒体中均有定位，LcAOX2蛋白定位于线粒体基质。采用RT-qPCR方法研究AOX基因在鹅掌楸茎、叶片、叶芽、花芽、花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊8个不同组织中的表达模式，分析发现鹅掌楸AOX基因在花器官中表达量明显高于营养器官，LcAOX1a与LcAOX1b基因在雄蕊中表达量最高，特别是LcAOX1a基因在雄蕊中特异性表达，其表达量远远高于其他组织；而LcAOX2基因在花瓣中表达量最高。该研究克隆3个AOX基因并进行相关分析，为进一步研究其生物学功能奠定基础。