甘蔗苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)的克隆和表达分析

• 作者: 宋修鹏 李杨瑞 杨丽涛 田丹丹 莫凤连 陈保善 黄杏
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 甘蔗 苯丙氨酸解氨酶 基因克隆 表达分析
• 年，卷（期）: 2013,（14）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 2856-2868
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2013.14.002

摘要

[目的]克隆甘蔗的苯丙氨酸解氨酶基因(PAL),分析其序列特征及其在不同组织和5种胁迫条件下的表达情况,为此基因在甘蔗抗逆育种中的应用提供理论支撑.[方法]利用串联飞行时间质谱仪对差异表达蛋白质进行质谱鉴定分析,通过RT-PCR和RACE技术从甘蔗品种新台糖22号(ROC22)中克隆PAL,以生物信息学方法对其序列进行预测分析,利用real-time PCR分析PAL在不同组织和不同胁迫条件下的表达特性.[结果]克隆获得甘蔗PAL,命名为ScPAL,GenBank登录号为KC172559.该cDNA全长2 590 bp,含有1个2 115 bp的完整开放阅读框(ORF),编码704个氨基酸.序列分析表明,其包含典型的PAL酶活性中心序列(GTITASGDLVPLSYIA),与其它植物的PAL蛋白有很高的相似性.系统进化树分析显示,甘蔗ScPAL与高粱的PAL蛋白亲缘关系较近.real-time PCR分析表明PAL为组成型表达,在根中的表达量最高,是叶中表达量的66倍.其在低温(4℃)、聚乙二醇(PEG)、NaCl和H202四种外源胁迫下均诱导表达,但表达模式不同.[结论]从甘蔗品种ROC22中克隆获得苯丙氨酸解氨酶基因(ScpAL),是典型的PAL家族成员,推测其参与了甘蔗抗黑穗病过程,且在甘蔗抗寒、抗旱和抗盐胁迫过程也起到某种作用.