澳洲坚果MiSTPP6基因克隆及低温胁迫下表达分析

摘要

【目的】克隆澳洲坚果丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(PP1)家族基因(MiSTPP6),并分析其不同组织及低温胁迫下的表达模式,为澳洲坚果PP1家族基因的抗寒分子机制提供理论依据。【方法】基于澳洲坚果转录组测序结果,利用RT-PCR技术克隆MiSTPP6基因,对其序列进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR检测其在不同组织及低温胁迫下的表达情况。【结果】从澳洲坚果中克隆获得MiSTPP6基因(GenBank登录号为MT374553),其cDNA全长2129 bp,最大的阅读框(ORF)长度为948 bp,编码315个氨基酸残基,含有PP1蛋白家族的典型结构域(MPP_PP1_PPKL)和特征性序列(LRGNHE)。MiSTPP6蛋白为稳定的亲水性蛋白,以丝氨酸磷酸化为主,可能定位于细胞质,属于非分泌型蛋白或膜蛋白,与已知植物PP1蛋白的氨基酸序列具有很高的相似性。MiSTPP6蛋白的二级结构由α-螺旋(占40.00%)、无规则卷曲(占32.38%)、延伸链(占18.41%)和β-转角(占9.21%),其三级结构与模板蛋白4v0u.1.A的结构相似度为80.60%,GMQE值为0.89。MiSTPP6基因在根、茎、叶、刚开放的小花和谢花后30~45 d的小果中均有表达,其中,MiSTPP6基因在刚开放的小花中的相对表达量最高。4℃低温胁迫后0.5~24.0 h,MiSTPP6基因在澳洲坚果苗期叶片中的相对表达量较对照明显下调,整体上呈持续下降的趋势。【结论】MiSTPP6属于PP1家族基因,具有组织表达特异性,可能在澳洲坚果抗寒分子机制中发挥重要的调控作用。