木薯过氧化物酶基因序列分析及其乙烯和茉莉酸甲酯诱导表达特性

Sequence analysis of peroxidase gene in Manihot esculenta Crantz and its expression characteristics induced by ethephon and methyl jasmonate

摘要: 目的分析木薯Class Ⅲ过氧化物酶(POD)基因(MePOD)的序列特征,并检测乙烯(ET)和茉莉酸(JA)逆境信号对其表达的影响,为研究木薯对逆境胁迫的响应和调控模式及培育抗逆新品种提供理论依据.方法从木薯基因组数据库中获取MePOD基因序列并进行分析;以木薯品种华南8号悬浮培养细胞为材料,利用实时荧光定量PCR(qPCR)检测木薯MePOD基因在乙烯利和茉莉酸甲酯(MeJA)处理后的表达特性.结果MePOD基因编码区含4个外显子和3个内含子;转录起始位点位于起始密码子上游1061 bp处;启动子区域含多个顺式作用元件,但无ET和JA响应元件.MePOD蛋白由33 1个氨基酸组成,分子量为37.476kD,理论等电点为8.66;有一个含信号肽的跨膜结构,是一种阳离子分泌型Class Ⅲ POD.系统发育进化树分析结果表明,木薯MePOD蛋白与大戟科橡胶树(Hevea brasiliensis,ADR70870.1)的亲缘关系最近,且除两种裸子植物外,其他17种被子植物聚为一类,且同一科植物进一步相聚,此结果与进化地位一致.和CR检测结果表明,MeJA涛导0.5 h后,MePOD基因表达量整体上呈先升高后下降的变化趋势,而乙烯利诱导0.5h后其表达量呈缓慢上升的变化趋势,但整体上维持在本底水平之下.结论JA和ET逆境信号不直接通过相应响应元件上调MePOD基因表达,而与其他激素信号进行综合调控,并进一步参与植物体内的抗氧化过程.