甘蔗独脚金内酯生物合成基因ScCCD8的克隆与表达分析

摘要：

[目的]克隆甘蔗的ScCCD8,分析其序列特征并预测其功能,研究在甘蔗不同组织部位、不同胁迫处理条件以及不同生长时间点ScCCD8的表达情况,为该基因在甘蔗基因工程育种中的应用提供理论支撑.[方法]以NCBI中检索的甘蔗CCD8同源片段EST序列为模板设计引物,扩增甘蔗CCD8的片段,采用RACE和RT-PCR技术分别从甘蔗品种新台糖22号中克隆CCD8的5′、3′目的片段和全长cDNA序列,以生物信息学方法对序列进行预测分析,利用qRT-PCR方法分析CCD8在不同组织、不同逆境胁迫条件下和不同生长时间点的表达特性.[结果]克隆获得甘蔗CCD8,命名为ScCCD8,GenBank登录号为KP742973.1.该cDNA全长2 016 bp,含有1个1 623 bp的完整开放阅读框(ORF),编码540个氨基酸,编码的蛋白质分子量为59.534 kD.生物信息学分析表明ScCCD8编码的蛋白是定位于叶绿体上的非分泌性蛋白,不是典型的跨膜蛋白,没有信号肽位点.存在着多个糖基化位点和磷酸化位点等活性位点.序列分析表明,ScCCD8与其他植物的CCD8蛋白有很高的相似性.系统进化树分析显示,甘蔗ScCCD8与高粱的CCD8蛋白亲关系较近.实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析表明,ScCCD8的表达具有组织特异性,在根中的表达量最高,是老叶中表达量的18倍.其在模拟重度干旱胁迫(20％ PEG)、盐胁迫(200 mmol·L-1NaCl)、磷缺乏(1/8 mmol·L-1)和营养缺乏(纯水培养)4种胁迫处理下,茎尖中的ScCCD8均被诱导表达,且在处理24h以后,ScCCD8的表达量增加较为明显.在不同生长时期,ScCCD8在甘蔗不同生长时期的茎尖中均有表达,且在幼苗期的表达量高于萌芽期和分蘖期.[结论]从甘蔗品种ROC22中克隆获得的甘蔗独脚金内酯生物合成关键基因ScCCD8是CCD8基因家族成员,推测ScCCD8可能与甘蔗SLs响应逆境胁迫有关.

关键词：甘蔗、ScCCD8、独脚金内酯、实时荧光定量PCR、干旱胁迫

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资助基金：国家自然科学基金31360359、国家现代农业产业技术体系专项资金CARS-20-1-1、云南省应用基础研究计划2016FB071、云南省中青年学术技术带头人后备人才2014HB038

在线出版日期：2016-10-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2662-2674