白菜型冬油菜PsbR基因的克隆及低温下表达分析

• 作者: 刘自刚 孙万仓 方彦 曾秀存 武军艳 许耀照 马骊
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 白菜型冬油菜 低温胁迫 光合系统Ⅱ(PSⅡ) 光系统Ⅱ亚基蛋白R基因(PsbR) 表达分析
• 年，卷（期）: 2017,（9）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 1423-1433
• 页数: 11页
• 分类号: S565.4|Q786
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2017.09.005

摘要

光系统Ⅱ亚基蛋白R(photosystem Ⅱsubunit R,PsbR)是光系统Ⅱ的一个小分子亚基蛋白,其在植物光合生理活动过程中发挥重要作用.为探究PsbR基因在白菜型冬油菜Brassica campestris)抗寒过程中的功能,本研究以强抗寒白菜型冬油菜陇油7号为材料,运用mRNA差异显示技术DDRT-PCR(differential display reverse transcription PCR)和cDNA末端快速扩增技术(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)方法从叶片中克隆到PsbR基因(GenBank登录号为KC894423)全长.序列分析结果显示,该基因全长为570 bp,编码包含417 bp的一个完整开放阅读框(open reading frame,ORF),其编码138个氨基酸,蛋白分子量约为14.39kD,等电点为9.42,该蛋白属于PsbR超家族,与甘蓝(B.oleracea var.oleracea)、山嵛菜(Eutrema salsugineum)和芥菜型油菜(B.juncea)的PsbR蛋白相似性关系较近.采用qRT-PCR研究低温胁迫下白菜型冬油菜PsbR基因的相对表达量以及应用CIRAS-2便携式光合作用测定系统和FMS-2便携脉冲调制式荧光仪研究自然降温过程中冬油菜功能叶的净光合速率(Pn)和光合系统Ⅱ(photosystem Ⅱ,PSⅡ)原初光能转化效率(Fv/Fm).研究结果表明,随着胁迫温度(4 ℃,-4℃和-8℃)降低,PsbR相对表达量下降,而Pn和Fv/Fm也随自然温度降低而下降,说明低温可能会抑制PsbR基因的表达,进而导致白菜型冬油菜光合速率下降、光系统Ⅱ光能转化效率降低.研究结果为解析白菜型冬油菜PsbR基因的生物学功能和抗寒机制提供了部分理论依据.