不结球白菜过氧化还原蛋白基因Brc2-Cys Prx的克隆和表达分析

• 作者: 侯喜林 刘世拓 徐玮玮 肖栋 胡春梅 董慧杰 许玉超 韩克
• 来源期刊: 南京农业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: 不结球白菜 霜霉病菌 活性氧 抗氧化防御系统 Brc2-Cys Prx基因 基因表达
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 页码范围: 40-47
• 分类号: S634.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.7685/jnau.201603040

摘要

[目的]双半胱氨酸型硫氧还蛋白过氧化物酶Brc2-Cys Prx是过氧化还原蛋白Peroxiredoxins (Prxs)的亚家族.Prxs是植物抗氧化酶防御系统的成员,对清除植物体内活性氧具有重要作用.本文旨在克隆和研究Brc2-Cys Prx基因在不结球白菜处于不同胁迫条件下的表达模式.[方法]以不结球白菜霜霉病抗病自交系‘苏州青’和霜霉病感病自交系‘矮脚黄’为试验材料,利用RACE技术克隆得到不结球白菜Brc2-Cys Prx基因.利用生物信息学方法对该基因进行信息学分析.采用qRT-PCR技术对不结球白菜叶片Brc2-Cys Prx基因在霜霉病菌侵染及NaCl、CdCl2 PEG6000和ABA等非生物胁迫处理条件下的表达模式进行研究.[结果] Brc2-Cys Prx基因的cDNA全长为999 bp,其中开放阅读框长度为810 bp,共编码270个氨基酸.该蛋白不存在信号肽序列,预测相对分子质量为28.15×103,理论等电点为5.87.不结球白菜Brc2-Cys Prx蛋白的二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成.该蛋白含有1个PRX_Typ2cys结构域,属于硫氧还蛋白超家族.系统进化分析表明:不结球白菜Brc2-Cys Prx蛋白与同属植物的进化关系相近,其中与大白菜和甘蓝型油菜进化关系最近.霜霉病菌侵染条件下,Brc2-Cys Prx基因表达呈逐渐上调趋势,在‘矮脚黄’中的表达与‘苏州青’相比上调迟钝,且该基因在‘矮脚黄’中的表达量一直低于‘苏州青’.0.2 mol·L-1NaCl和200 g·L-1 PEG6000处理抑制Brc2-Cys Prx基因的表达;150 μmol·L-1CdCl2处理促进Brc2-Cys Prx基因的表达,在24h达到最大值;100 μmol·L-1 ABA处理后,Brc2-Cys Prx基因表达上调,而12h后,表达受抑制.[结论]霜霉病菌侵染条件下,Brc2-Cys Prx在抗性系‘苏州青’和感病系‘矮脚黄’中的表达存在差异,并且在抗病系中的表达量较高,推测Brc2-Cys Prx基因的高转录水平是抗病品种较之感病品种对霜霉病菌侵染具有更高抗性的原因之一.在非生物胁迫条件下,Brc2-Cys Prx基因具有不同的应答模式,推测可能是涉及到不同的物质或信号途径的原因.