文献类型： 中文期刊

作者： 李慧 ¹ ; 丛郁 ² ; 常有宏 ¹ ; 蔺经 ¹ ; 盛宝龙 ¹ ;

作者机构： 1.江苏省农业科学院园艺研究所

2.中国科学院南京土壤研究所

关键词： 杜梨;半胱氨酸蛋白酶抑制剂;基因克隆;序列分析;表达特性

期刊名称： 江苏农业学报

ISSN： 1000-4440

年卷期： 2011 年 27 卷 05 期

页码： 1070-1077

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 植物半胱氨酸蛋白酶抑制剂(Cysteine proteinase inhibitor,CPI)在植物的抗逆基因工程中发挥着越来越重要的作用,分离和克隆植物CPI基因进而研究该基因的功能是植物抗逆基因工程研究的热点。为从分子水平上揭示CPI基因在杜梨防御机制中所起的作用,利用RACE和PCR方法,从杜梨种子中克隆CPI基因的cDNA和DNA序列,并采用跨内含子表达引物进行半定量RT-PCR来分析该基因在不同胁迫条件下的表达情况。结果表明:PbCPI基因cDNA长度为987 bp,开放阅读框包含738个核苷酸,编码1个由信号肽(26个氨基酸)和成熟肽(219个氨基酸)组成的多肽。该多肽预测的等电点为6.68,估计的相对分子质量为27 190。其对应基因组DNA序列由3个外显子(1～302 bp,401～772 bp,1 615～1 897 bp)和2个内含子(303～400 bp,773～1 614 bp)组成。通过PSORT进行亚细胞定位分析发现PbCPI蛋白位于内质网上。PbCPI基因编码的多肽具有植物CPI产生抑制活性所必需的一级结构:2个甘氨酸残基(Gly46-Gly47)、假定的反应域QXVXG(Q90-V91-V92-A93-G94)和A/PW基序(P120-W121);并包含植物CPI家族高度保守的特征序列模式LARFAVQEHN、QVVAG和YQAKVWVKPW。进化树分析表明PbCPI和蔷薇科植物CPI蛋白位于分子进化树的同一发育分支上,并且与苹果MdCPI(AAO19652)蛋白具有较高的一致性(95.92%)。杜梨叶片中PbCPI为诱导型表达,高温(30℃)、低温(4℃)、NaCl、机械损伤、MeJA或ABA处理4 h后其表达量明显上调,即其对温度胁迫、盐碱、机械损伤和外源激素处理均存在转录响应,这表明该基因参与了杜梨对生物或非生物胁迫的防御机制。