香蕉Ca2+-ATPase基因家族的鉴定及功能分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 滕梦鑫

作者： 滕梦鑫;徐亚;何静;汪奇;乔飞;李敬阳;李新国

作者机构：

关键词： 巴西蕉;盐胁迫;钙离子;Ca2+-ATPase;表达分析;基因克隆;亚细胞定位

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2025 年 58 卷 007 期

页码： 1418-1435

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】Ca2+-ATPase是植物中重要的Ca2+外排通道，对于维持细胞稳态、诱导植物对胁迫的响应等方面起着重要的作用。利用生物信息学和分子生物学等手段，对香蕉A基因组中Ca2+-ATPase家族成员进行分析，检测基因表达量的变化，并验证基因功能，为探究香蕉耐盐机制提供参考。【方法】通过基因家族名称并结合拟南芥和水稻Ca2+-ATPase序列，在香蕉基因组数据库中BLAST香蕉A基因组中该家族成员；利用Pfam、ExPASy、Cell-PLoc、NCBI、MEGA-X、TBtools等在线网站或软件，预测分析香蕉Ca2+-ATPase的蛋白理化性质、亚细胞定位、保守结构域、顺式作用元件等；采用qRT-PCR技术该家族基因的表达情况，对关键基因进行亚细胞定位验证和原核表达分析。【结果】在香蕉A基因组鉴定到20个Ca2+-ATPase家族成员，其中，有13个MaACAs和7个MaECAs；蛋白理化性质分析显示，Ca2+-ATPase含有6—11个不等的跨膜结构，编码857—1 103个氨基酸，亚细胞定位预测MaACAs可能定位在细胞质膜、叶绿体、内质网及液泡膜上，MaECAs均定位于内质网膜；保守基序高度一致，除MaACA13外均含有该家族特有的4个保守结构域；含有光、激素、防御和应激等响应元件。qRT-PCR结果表明，100 mmol·L-1 NaCl处理巴西蕉细胞，除MaECA3外，Ca2+-ATPase基因家族其他成员在处理期间均出现了不同程度的上调表达，其中MaACA5和MaACA10的上调幅度较大，并且这两个基因的表达均受Ca2+影响。烟草叶片亚细胞定位结果显示，MaACA5和MaACA10定位在细胞质膜上；重组质粒pET28a-MaACA5、pET28a-MaACA10和转入大肠杆菌BL21中，诱导表达后的重组菌株在800 mmol·L-1 NaCl、800mmol·L-1甘露醇和50℃高温条件下的生长情况优于对照菌株。【结论】在香蕉A基因组中鉴定到20个Ca2+-ATPase家族成员，基因结构具有较高的保守性，分布在10条染色体上，包含激素、防御和应激相关的响应元件；筛选到与香蕉耐盐相关的基因MaACA5和MaACA10。

分类号： S668.1

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