紫苏茉莉酸羟基甲基转移酶基因PfJMT的克隆及表达分析

• 作者: 唐鑫 张涛 白辉扬 管丽 陆俊杏 鲁庚
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 紫苏 茉莉酸羟基甲基转移酶 茉莉酸甲酯 种子发育 荧光定量PCR
• 年，卷（期）: 2019,（9）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 1657-1666
• 页数: 10页
• 字数: 5319字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.09.016

摘要

[目的]茉莉酸羟基甲基转移酶(jasmonic acid carboxyl methyltransferase,JMT)是植物茉莉酸甲酯生物合成的关键酶,通过克隆紫苏JMT,并研究其在不同胁迫下和种子不同发育时期的表达模式,为研究JMT在植物防御和种子发育中的作用提供理论依据.[方法]根据紫苏种子转录组测序结果设计引物,从紫苏中克隆得到紫苏茉莉酸羟基甲基转移酶基因的DNA和cDNA序列,命名为PfJMT,通过生物信息学分析该基因的结构、稳定性、亲水性、亚细胞定位及保守结构域等,利用系统进化树分析PfJMT和其他物种JMT蛋白的进化关系.取开花期的紫苏根、茎、叶、花等组织用于组织特异性表达分析.取开花后5、10、15、20、25和30d的种子用于JMT在种子不同发育时期表达模式的研究.用25 μmol·L-1茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和1 mmol·L-1水杨酸(salicylic acid,SA)喷洒处理具有4片真叶的紫苏幼苗并浇灌根部,分别于处理0、2、4、8、16、24和48 h后取样,研究JMT在不同胁迫下的表达模式.[结果]PfJMT的ORF长1 050 bp,编码349个氨基酸.生物信息学分析表明,PfJMT为不稳定的亲水蛋白,亚细胞定位于细胞质,含有一个甲基转移酶-7(Methyltransf-7)保守结构域.通过与其他物种的JMT蛋白多序列比对发现,紫苏JMT和丹参JMT的序列一致度最高,为80.5％,和水稻的序列一致度最低,为36.8％.在对多种不同植物基于JMT蛋白构建系统进化树的分析中发现紫苏和拟南芥、丹参等双子叶植物亲缘关系较近,而与建兰、水稻等单子叶植物亲缘关系较远,说明JMT在单子叶和双子叶植物的进化过程中可能存在较大的差异.荧光定量PCR结果表明,PfJMT在紫苏根和茎中的相对表达量最低,叶和花中的相对表达量比根和茎中略高,在开花后5d的种子中的表达量最高,并且随着种子的发育表达逐渐下调,说明JMT在种子发育中起着重要作用.在使用外源MeJA和SA处理的紫苏根、叶组织中,PfJMT表达均显著下调,这一结果支持JMT可能不直接参与防御反应,而是通过调节JA水平间接参与植物防御的理论.[结论]成功克隆获得PfJMT,随着种子的发育PfJMT表达量逐渐下调,并在外源MeJA、SA胁迫下表达量显著下调.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张涛	重庆师范大学生命科学学院	50	315	10.0	16.0
2	陆俊杏	重庆师范大学生命科学学院	11	18	2.0	4.0
3	唐鑫	重庆师范大学生命科学学院	5	2	1.0	1.0
4	鲁庚	重庆师范大学生命科学学院	3	1	1.0	1.0
5	白辉扬	重庆师范大学生命科学学院	4	18	2.0	4.0
6	管丽	重庆师范大学生命科学学院	4	18	2.0	4.0