杧果铁还原酶(FRO)编码基因的鉴定与表达模式分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 韩广栋

作者： 韩广栋;孙丰沛;任姿颖;曹晶雯;高爱平;黄建峰;宋志忠

作者机构： 鲁东大学农林工程研究院/山东省高校作物高产抗逆分子模块育种重点实验室;中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所;剑桥大学植物系

关键词： 杧果;铁吸收;铁还原酶;非生物胁迫;表达模式

期刊名称： 热带作物学报

ISSN： 1000-2561

年卷期： 2024 年 45 卷 002 期

页码： 225-233

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 铁(Fe)是植物生长发育的必需微量元素之一,参与植物体内多种生命活动和代谢过程.有关铁素吸收、转运和分配吸收的分子机制研究主要体现在一年生模式作物,果树中铁吸收与转运相关基因的生物学功能依然未知.本研究从二倍体杧果桂热 82 中克隆并鉴定了 11 个铁还原酶(FRO)编码基因,命名为MiFRO1~MiFRO11;除 MiFRO1缺失Motif2~Motif5 基序外,其他MiFROs均含有 10 个典型的Motif基序,除MiFRO3 具有独特的三级结构外,其他MiFROs拥有相近的三级结构;11 种不同科、属植物FRO蛋白的氨基酸水平一致性约为 42.07%,MiFROs的氨基酸水平一致性约为 62.43%;系统进化树表明 MiFROs 倾向于单独聚集在一起,在系统发育树上与其他 10 种植物的同源蛋白进化距离较远;实时荧光定量 PCR 表明MiFRO8在杧果树体中的整体表达水平最高,MiFRO4、MiFRO5、MiFRO8和MiFRO11在成年树体新生叶片和嫁接苗叶片中的表达量最高,MiFRO6和MiFRO7在成年树体新生韧皮部和嫁接苗茎部的表达水平最高,MiFRO1和MiFRO10在幼果的表达水平最高,MiFRO2和MiFRO9在嫁接苗根部的表达量最高,而MiFRO3在盛开期花朵中的表达量最高.此外,MiFROs在根部易受缺铁和NaCl胁迫的诱导而显著增加;MiFRO3、MiFRO5和MiFRO8受高铁毒害的抑制,表达量降低;MiFRO2、MiFRO5、MiFRO7受ABA胁迫,其表达量增加;MiFRO1、MiFRO5受PEG胁迫,其表达量增加,MiFRO2、MiFRO6和MiFRO7受低温(4℃)抑制,其表达量降低,但MiFROs对热胁迫(45℃)不敏感.本研究为明确杧果铁的吸收与转运机制提供基因资源,并为解析热带作物果树铁素营养与高效利用奠定理论基础.

分类号： S667.7

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