小麦棉子糖合成酶基因(TaRS)的克隆及特性分析

• 作者: 乔梦 付金梅 康妮 张小红 杨瑞 田原 闵东红
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 中国春小麦 基因克隆 棉子糖合成酶 酶活 非生物逆境胁迫
• 年，卷（期）: 2017,（8）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 1245-1254
• 页数: 10页
• 分类号: S42|Q78
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2017.08.005

摘要

棉子糖(raffinose)作为一种重要的可溶性碳水化合物广泛存在于高等植物中,并且参与植物抵抗各种非生物逆境胁迫.棉子糖合成酶(raffinose synthase,RS,EC2.4.1.82)是催化肌醇半乳糖苷和蔗糖产生棉子糖的关键酶.本研究通过同源比对克隆到了一个小麦(Triticum aestivum)的棉子糖合成酶基因(triticum aestivum raffinose synthse,TaRS),该基因定位于小麦3B染色体上.序列分析显示,TaRS基因具有一个完整的开放阅读框(2 349 bp),包含两个保守模体,即KxD和RxxxD,属于糖苷水解酶超家族GH-D (glycoside hydrolases,clan D).在进化关系上,小麦TaRS蛋白与山羊草(Aegilops tauschii)的棉子糖合成酶XM020298559.1亲缘关系最近(相似度为98.47％).Southern杂交结果表明,TaRS基因在中国春小麦基因组中存在至少4个拷贝.亚细胞定位结果显示,TaRS蛋白定位在小麦叶肉细胞的细胞膜上.对该基因进行组织表达特异性分析发现,TaRS在小麦的根、茎、叶和种子中都有表达,但在叶片中的表达量最高.将TaRS在大肠杆菌(Escherichia coli)中进行异源表达,通过高效液相色谱(high performance liquidchromatography,HPLC)法检测发现,TaRS能够以蔗糖和肌醇半乳糖苷为底物在体外合成棉子糖,并且反应的最适pH在8.0左右.此外,TaRS的表达受到脱水、42℃高温、高盐和4℃低温4种胁迫的诱导,分别于胁迫12、1、l和48 h时表达量达到最大.本研究为进一步利用TaRS基因进行小麦抗逆育种提供了理论依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	闵东红	西北农林科技大学农学院	47	775	16.0	26.0
2	张小红	西北农林科技大学生命科学学院	29	342	11.0	18.0
3	杨瑞	西北农林科技大学生命科学学院	8	33	3.0	5.0
4	田原	西北农林科技大学生命科学学院	2	2	1.0	1.0
5	乔梦	西北农林科技大学生命科学学院	2	2	1.0	1.0
6	付金梅	西北农林科技大学农学院	1	1	1.0	1.0
7	康妮	西北农林科技大学生命科学学院	1	1	1.0	1.0