甘蔗脂氧合酶基因ScLOX1的克隆与表达分析

• 作者: 孙婷婷 王文举 娄文月 刘峰 张旭 王玲 陈玉凤 阙友雄 许莉萍 李大妹 苏亚春
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: 甘蔗 脂氧合酶 生物信息学 实时荧光定量PCR 生物和非生物胁迫
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 1002-1016
• 页数: 14页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2019.84143

摘要

LOX属于脂氧合酶超家族(lipoxygenase superfamily)，是脂肪氧化途径的重要因子，广泛参与植物生长发育的调节和对外界刺激的抵御。本研究基于甘蔗(Saccharum spp.)转录组数据库，通过RT-PCR技术，首次从新台糖22号(ROC22)蔗芽中克隆获得ScLOX1基因(GenBank登录号为MK106188)的cDNA全长序列。生物信息学分析显示，ScLOX1基因cDNA序列长度为2813bp，开放读码框全长2664bp，编码887个氨基酸，其编码蛋白的理论等电点为6.23，不稳定系数为39.77，亲水性平均值为0.437，无信号肽和跨膜结构，但含有PLAT_LH2和Lipoxygenase活性位点，与高粱(Sorghum bicolor)LOX(XP_002466613.1)的氨基酸序列相似性高达95.96%。预测ScLOX1基因的编码蛋白为酸性稳定亲水性非分泌蛋白，属于typeI类非传统9-LOX。qPT-PCR分析结果显示，ScLOX1基因在蔗芽组织中特异性表达。接种甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)后，ScLOX1基因的表达量在抗病品种崖城05-179中短暂上升，但在感病品种ROC22中显著下降。分别对瞬时表达ScLOX1基因的本氏烟(Nicotiana benthamiana)植株叶片接种烟草茄病镰刀菌蓝色变种(Fusarium solani var.coeruleum)和青枯菌(Ralstonia solanacearum)，表型观察、3，3’-二氨基联苯胺(3，3’-diaminobenzidine，DAB)染色和烟草免疫相关基因的表达情况分析显示，ScLOX1基因的过表达能够增强本氏烟对烟草茄病镰刀菌蓝色变种的防御，但对烟草青枯菌的作用与对照相比无明显差异。研究还发现，ScLOX1基因的表达受茉莉酸甲酯和水杨酸抑制下调，但受脱落酸、氯化钠和聚乙二醇诱导上调。以上结果为深入研究甘蔗ScLOX1基因的功能提供参考资料。