毛竹NIP基因的分子特征及应答胁迫的表达模式

编号 zgly0001727056

文献类型 期刊论文

文献题名 毛竹NIP基因的分子特征及应答胁迫的表达模式

作者 朱成磊  杨克彬  徐秀荣  马霜  李晓佩  高志民 

作者单位 国际竹藤中心竹藤资源基因科学与基因产业化研究所国家林业和草原局/北京市共建竹藤科学与技术重点实验室  西南科技大学 

母体文献 林业科学 

年卷期 2021,57(1)

页码 64-76

年份 2021 

分类号 S718.46 

关键词 毛竹  膜内在水通道蛋白  分子特征  基因表达 

文摘内容 【目的】膜内在水通道蛋白(NIPs)是细胞膜上运输水分子和一些小分子物质的膜蛋白,在植物生长以及抵御逆境胁迫等方面发挥着重要作用。温度和水分是影响竹子生长发育的重要环境因子,研究温度和干旱胁迫条件下毛竹NIP家族成员的表达模式,以揭示其在毛竹应答胁迫中的功能。【方法】利用生物信息学软件对毛竹基因组中NIP家族成员基因及其启动子序列进行系统分析,基于转录组数据分析基因在毛竹不同组织中的表达模式,并用实时荧光定量PCR(qPCR)技术检测基因在温度和干旱胁迫条件下的表达特征,构建2个NIP基因的酵母表达载体,分析它们的表达对酵母抗干旱和盐胁迫能力的影响。【结果】在毛竹基因组中共获得14个编码完整NIP蛋白的基因(PeNIP1-1—PeNIP1-6、PeNIP2-1—PeNIP2-4和PeNIP3-1—PeNIP3-4),含有3~5个内含子;在PeNIPs启动子区域中含有多种与胁迫、激素相关的调控元件;PeNIPs编码蛋白的氨基酸长度为235~297 aa,相对分子量为24.03~31.84 kDa;亚细胞定位预测显示所有PeNIPs均定位于细胞质膜上。共线性分析表明,有12个PeNIPs与水稻8个NIP基因存在27对片段重复,它们的非同义对同义取代比(Ka/Ks)均小于1,表明毛竹PeNIPs经复制后主要经历了较强的纯化选择。系统进化分析表明,来自毛竹和其他5个物种的NIP蛋白可分为3类(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),毛竹在各类中的成员依次为6、4和4个。PeNIPs共包含10个保守基序,其中基序1、2和4为PeNIPs所共有。转录组表达谱热图分析表明,PeNIPs在不同组织中的表达存在一定的差异,如Ⅰ类的PeNIP1-3、PeNIP1-4和PeNIP1-5在根中表达,而在笋中几乎不表达;Ⅱ类的4个PeNIP2s以及Ⅲ类的PeNIP3-1和PeNIP3-2在根和笋中表达量较高。qPCR结果显示,随着胁迫时间的延长,4℃处理下8个基因上调表达,2个基因下调表达;42℃处理下,2个基因上调表达,4个基因下调表达;而干旱胁迫下3?