西藏大花红景天RcCATs 与RcSODs 基因克隆及功能分析

分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2021-12-19 合作期刊: 《广西植物》

王宏鹏 李一丹 滕彦娇 陈成彬 张力鹏

摘要： 为探究过氧化氢酶（catalase，CAT）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD） 基因家族成员在西藏大花红景天高原恶劣生境适应性中的作用，利用生物信息学和实时荧光 定量 PCR 技术对其 RcCATs 和 RcSODs 基因家族成员的序列和表达模式进行了分析，并构建 RcCAT 和 RcSOD1 的 pYES2.0 表达载体与 pGBKT7 诱饵载体，分别进行了酵母胁迫分析和 拟南芥酵母文库中互作蛋白的筛选。结果显示：（1）大花红景天中共有 2 条 RcCAT 基因， 3 条 RcSOD 基因和 1 条 Cu/Zn SOD 铜伴侣基因 RcCCS。生物信息学分析显示上述基因的氨 基酸序列与其同源基因具有较高的相似性（66.37%~94.51%），且均没有跨膜结构域，RcCATs 位于过氧化物酶体，RcSODs 和 RcCCS 位于细胞质或线粒体。（2）qRT-PCR 结果显示 6 个 基因在根、茎、叶三个器官中均有表达且主要在叶片中表达，低温胁迫和植物激素 ABA 对 基因表达量的影响显著。（3）酵母胁迫结果显示异源表达 RcCAT 和 RcSOD1 基因的阳性酵 母菌株在冷、热、盐、碱、重金属和 H2O2 胁迫下的细胞活力均比 pYES2.0 空载菌株高。（4） 通过酵母双杂交共筛选到4 个与RcCAT 互作明显的基因AtbHLH121（AT3G19860）、AtCPCK2 （AT2G23070）、AtGRP4（AT5G50750）和 AtRAPTOR1B（AT3G08850），3 个与 RcSOD1 互作明显的基因 AtEMB（AT5G11890）、AtMBP2（AT1G52030）和 AtRH8（AT4G00660）。 以上结果表明，大花红景天能够通过 RcCATs 和 RcSODs 基因广泛参与调控其生长发育、胁 迫响应等代谢途径来适应高原恶劣的环境。

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