杜梨转录因子基因Pb4RMYB的分离、表达及亚细胞定位分析

【作者】 冉昆； 魏树伟； 孙晓莉； 王宏伟； 张勇； 董冉； 王少敏；

【机构】 山东省果树研究所；

【摘要】 通过转录因子调控功能基因的表达,是植物应答逆境胁迫的关键环节。作为植物体内最大的转录因子家族之一,MYB类转录因子在植物逆境胁迫调控中具有重要作用。杜梨(Pyrus betulifolia Bunge)是中国北方广泛分布的梨野生种质资源,普遍用作梨栽培品种的砧木。为了探明4R-MYB转录因子在杜梨逆境胁迫应答中的作用,克隆了杜梨Pb4RMYB的全长cDNA序列,研究其组织表达模式和不同胁迫下的表达模式,并进行亚细胞定位分析,为阐明Pb4RMYB基因的功能及未来利用基因工程手段进一步提高梨砧木的抗逆性奠定基础。以杜梨幼苗为试验材料,采用RT-PCR和RACE技术,分离得到1个Pb4RMYB基因,GenBank登录号:KX272615。通过DNAMAN 6.0、MEGA6.0.5、GSDS 2.0、MEME等生物信息学软件分析该基因及其编码蛋白的特性。利用烟草原生质体瞬时表达系统进行亚细胞定位分析。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析该基因的组织表达模式,以及在脱落酸、水杨酸和高盐、脱水、低温等非生物逆境胁迫下的表达模式。结果表明,Pb4RMYB含有8个内含子,开放阅读框(ORF)为2 913 bp,可编码970个氨基酸残基的多肽。氨基酸聚类和结构分析表明,Pb4RMYB属于MYB类转录因子家族中的4R-MYB亚家族。进化树分析表明,Pb4RMYB与拟南芥参与逆境胁迫响应的AtMYB4R1(AT3G18100.1)的同源性最高。通过染色体步移技术克隆Pb4RMYBATG上游1 729 bp的启动子序列,预测其含有多个与植物逆境和激素应答相关的顺式作用元件,如ABRE、ERE、HSE、MBS等。亚细胞定位结果显示Pb4RMYB定位在细胞核中。qRT-PCR分析结果表明,Pb4RMYB在叶片、根中的表达量明显高于花和果实,且在外源脱落酸、水杨酸以及高盐、脱水和4℃低温等非生物逆境胁迫下,均被诱导上调表达,推测Pb4RMYB可能与杜梨的抗逆性相关。更多还原