铁皮石斛DcNAC1基因克隆、表达及转录自激活活性分析

• 作者: 陈彧 邢文婷 李雨欣 张婷婷 饶丹丹 周扬
• 来源期刊: 南方农业学报
• 学科: 农学
• 关键词: 铁皮石斛 NAC转录因子 基因克隆 转录自激活活性 逆境胁迫
• 年，卷（期）: 2024,（6）
• 所属期刊栏目: 专题：药用植物
• 页码范围: 32-41
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

【目的】克隆铁皮石斛NAC转录因子基因（DcNAC1），并进行表达模式及转录自激活活性分析，为铁皮石斛抗逆相关基因鉴定及其分子机制研究提供参考。【方法】以铁皮石斛cDNA为模板，PCR扩增DcNAC1基因，运用生物信息学软件分析DcNAC1蛋白的理化性质、保守结构域、信号肽、跨膜结构域及亚细胞定位，通过实时荧光定量PCR检测DcNAC1基因在不同组织和不同逆境胁迫下的表达模式。同时构建该基因的酵母表达载体，分析其转录自激活活性。【结果】从铁皮石斛中PCR扩增获得DcNAC1基因的开放阅读框（ORF），全长为945 bp，与参考序列（LOC110104882）的核苷酸序列相似性为100%。该基因编码314个氨基酸残基，蛋白分子量为35.40 kD，理论等电点（pI）为8.16，为不稳定的亲水性蛋白，定位于细胞核，不含信号肽和跨膜结构域，含有特征性的NAC保守结构域。DcNAC1基因的启动子序列含茉莉酸甲酯响应元件（CGTCA-motif和TGACG-motif）、胁迫响应元件（TC-rich repeats）、光响应元件（G-box）、干旱诱导MYB结合位点（MBS）和低温响应元件（LTR）。根中DcNAC1基因的相对表达量在高温胁迫和低温胁迫处理6 h分别达最高，显著高于处理0 h(P<0.05，下同)；茎中DcNAC1基因在盐胁迫处理48 h的相对表达量达最高，显著高于处理0 h。将构建的重组质粒pGBKT7-DcNAC1转化酵母菌株Y2HGold，结果发现该重组质粒无毒性，DcNAC1蛋白具有自激活活性。【结论】DcNAC1基因表达受到茉莉酸、低温、干旱、光信号和逆境胁迫等多种信号的调控。DcNAC1蛋白具有自激活活性，通过激活下游基因的表达，参与到植物生长发育和逆境胁迫响应的转录调控过程中。