大豆耐铝毒候选基因 GmSTOP1的克隆与表达分析

• 作者: 丛亚辉 李艳 柳聚阁 王婷婷 王宁 盖钧镒 高萌萌
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: 酸性土壤 铝毒 大豆 STOP1 亚细胞定位 荧光定量 PCR
• 年，卷（期）: 2015,（12）
• 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: 1802-1809
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2015.01802

摘要

酸性土壤中的铝毒害是限制作物生长和产量的主要因素之一。拟南芥中的 AtSTOP1(Arabidopsis thaliana sensitive to proton rhizotoxicity 1)是一个调控多种铝毒耐受机制相关基因表达的转录因子,在拟南芥耐铝毒中发挥重要作用。为研究大豆中 STOP1-like 基因的表达特性,本研究利用 RT-PCR 从耐铝毒大豆品种科丰1号中克隆了一个位于第16染色体的 STOP1-like 基因,命名为 GmSTOP1。该基因的编码区(coding DNA sequence, CDS)序列长度为1566 bp,编码521个氨基酸。在 GmSTOP1起始密码子上游1500 bp 的核苷酸序列区间预测到多种顺式作用元件,包括与激素、热、逆境响应等相关的应答元件,如 ABRE、HSE、TC-rich 重复序列等。蛋白质结构预测表明 GmSTOP1不具有跨膜结构和信号肽,含有4个保守的 Cys-2-His-2锌指蛋白结构域。系统进化分析显示 GmSTOP1与菜豆(Phaseolus vulgaris)中的 STOP1-like 蛋白亲缘关系较近。亚细胞定位结果显示 GmSTOP1定位于细胞核,说明GmSTOP1蛋白可能在细胞核中发挥其功能。GmSTOP1基因在种子中的相对表达量最高,在根、茎尖分生组织、茎、叶、花、荚等多种组织中也均有表达。用25μmol L–1 AlCl3溶液处理大豆幼苗, GmSTOP1基因在根中上调表达,24 h达到最高相对表达量,约为对照(0μmol L–1 AlCl3)的9.2倍,表明该基因的表达受铝离子的诱导。此外, ABA、NaCl和 PEG 等胁迫也能诱导大豆根和叶中 GmSTOP1基因的上调表达。由此推测 GmSTOP1基因可能参与大豆对铝毒、高盐和渗透等非生物胁迫的应答过程。