杉木ClHA2基因的克隆及表达分析

• 作者: 卢泳全 吴博慧 黎建辉
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 杉木H+-ATPase基因(ClHA2) 低磷胁迫 qRT-PCR
• 年，卷（期）: 2018,（12）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 2057-2065
• 页数: 9页
• 分类号: S791.27
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2018.12.006

摘要

质膜H+-ATPase (plasma membrane H+-ATPase,PM H+-ATPase)能够利用水解ATP产生的能量将细胞质膜内侧的H+泵到质膜外侧,在膜外形成质子动力势,以推动各种离子和代谢物进行跨细胞膜的运输,该蛋白与植物磷元素的吸收有关,在植物响应低磷胁迫中起重要作用.本研究从杉木(Cunninghamia lanceolata)转录组(GEO No.GSE113410)测序结果中筛选到一个PM H+-ATPase基因序列.在3个杉木无性系X6、3号和39号中分别进行克隆,所得序列长2 898 bp,包含一个2 862 bp的完整开放阅读框(openreading frame,ORF),编码953个氨基酸,命名为ClHA2,GenBank登录号为MH141933.该cDNA与其他植物PM H+-ATPase高度保守.预测其蛋白质相对分子质量约为105.05 kD,理论等电点(pI)为6.38,为跨膜10次的蛋白,其二级结构主要由α-螺旋组成,占52.68％,其次为环结构,占39.03％,β-折叠在整个肽链中也有分布,但仅占8.29％.C1HA2包含有1个Cation-ATPase结构域,1个E1-E2 ATPase结构域和一个水解酶结构域,该编码蛋白包含植物H+-ATPase所有的6个保守基序.qRT-PCR分析表明,ClHA2基因在3个杉木无性系的根、茎、叶部位均有表达,其在根中的表达量普遍高于茎叶部位.在低磷胁迫下,3个杉木无性系的ClHA2基因的表达受到了不同程度的抑制,其中3号和39号杉木无性系ClHA2基因的应答显著强于X6无性系(P＜0.05).以上结果表明杉木ClHA2可能是响应磷胁迫的一个重要基因,且在不同杉木无性系中对低磷的应答存在差异,这对杉木磷高效的品种选育具有重要的参考价值.