梨CBL基因家族全基因组序列的鉴定及非生物胁迫下的表达分析

摘要：

[目的]最近在植物中发现了一类Ca2+传感蛋白——类钙调磷酸酶B亚基蛋白CBL(calcineur in B-l ike proteins),CBL及其靶蛋白CIPK (CBL-interacting protein kinase)构成CBL/CIPK信号网络系统,在植物干旱、盐渍、低温等逆境胁迫应答中起重要作用.鉴定梨基因组中CBL家族基因成员,对其基因进化、结构与表达特征进行分析,为植物CBL基因功能分析与利用提供依据.[方法]通过生物信息学手段,结合梨基因组注释信息,鉴定梨CBL家族成员序列信息;利用MEGA6.0程序进行多序列比对、分类并构建系统进化树;利用per1程序、GSDS工具以及Clustal X软件进行基因结构与保守性分析;通过qRT-PCR技术进行多种非生物胁迫处理下PbCBLs表达分析.[结果]成功鉴定出7个CBL家族成员,基因结构预测表明PbCBL9含5个内含子,其余PbCBLs均含有7-8个内含子;预测的PbCBLs均含4个EF-hand功能域,且相邻EF-hand功能域之间氨基酸数目非常保守;通过系统发育树分析,将7个PbCBLs分为2类;qRT-PCR技术进行不同胁迫处理下杜梨叶片PbCBLs的表达分析,结果表明,在NaCl胁迫下,PbCBL1表达量6h降至最低,24 h则明显升高;与之相反,PbCBL2和PbCBL3的表达量在6h达最高,24 h最低;bCBL4和PbCBL8表达量在3h明显增加,随后表达量下降;PbCBL表现明显的上调趋势,24h达到最大;PbCBL10则在6h表达量最高.10％ (w/v) PEG6000胁迫处理下,PbCBL2、PbCBL4和PbCBL8表达量上调,PbCBL1表达量下调;PbCBL3、PbCBL9和PbCBL10表达量均在6h最低,12h和24 h较6h明显升高,PbCBL3和PbCBL10于24h表达量达到最高,而PbCBL9在12h表达量最高.4℃低温处理下,PbCBL2、PbCBL4、PbCBL8表达量上调;而PbCBL1和PbCBL3表达量下调;PbCBL9和PbCBL10表达量表现上下波动的变化趋势,均在3h有明显增加,随后显著降低.42℃高温胁迫处理下,PbCBL1、PbCBL3和PbCBL4表达量下调;PbCBL2表达量整体上调,6h达到最高;PbCBL8、PbCBL9,PbCBL9和PbCBL10总体呈现相同的变化趋势,在3h表达量达到最高,随后明显下降.ABA处理下,PbCBL3和PbCBL10表达量下调,PbCBL2与PbCBL8表达量上调;PbCBL1在6h表达量最高;PbCBL4和PbCBL9表达量呈现相似的变化趋势,3h明显升高,随后下降,24 h时最低.[结论]成功鉴定的7个候选PbCBLs中,2个基因(PbCBL8和PbCBL)受盐胁迫诱导表达,3个基因(PbCBL2、PbCBL4和PbCBL8分别受干旱、低温与ABA诱导表达.PbCBL2在高温胁迫下被强烈诱导可能意味着其在高温应答中发挥重要作用.

关键词：梨、CBL家族基因、全基因组鉴定、系统进化、胁迫响应、基因表达

所属期刊栏目：48

分类号：S852.65;Q943.2;S565.1

资助基金：国家自然科学基金;中国博士后科学基金

在线出版日期：2016-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：735-747