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甘蔗磷脂酰肌醇转运蛋白基因ScSEC14响应干旱和盐胁迫

         
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Sec14-like磷脂酰肌醇转运蛋白(Sec14-like phosphatidylinositol transfer proteins,PITPs),广泛存在于真核生物细胞中,参与肌醇磷酸代谢、膜运输、极性生长、信号转导、逆境胁迫等多种重要的生命过程.甘蔗中响应干旱和盐胁迫的Sec14-like基因尚未见报道.本研究从甘蔗受黑穗病胁迫的转录组数据库中获得一条SEC14基因序列,并利用RT-PCR技术克隆得到甘蔗SEC14基因cDNA全长序列,命名为ScSEC14(GenBank登录号为MG571103).生物信息学分析显示,ScSEC14基因全长1617 bp,包含一个1008 bp的完整开放阅读框,编码335个氨基酸;ScSEC14为不稳定的亲水性蛋白,不存在信号肽;蛋白二级结构元件多为 α-螺旋,具有典型的SEC14结构域和CRAL_TRIO_N结构域.此外,系统进化树分析揭示,该蛋白属于Sec14-like蛋白家族的SSH(soybean Sec14 homolog group)亚家族.亚细胞定位结果表明,ScSEC14蛋白主要定位于细胞膜.实时荧光定量PCR分析发现,ScSEC14基因在甘蔗中组成型表达,在蔗皮中的表达量最低,蔗叶中的表达量最高,约为蔗皮的4.9倍;该基因在PEG、NaCl、CaCl2和水杨酸(SA)胁迫下的表达量均上调.因此,甘蔗ScSEC14基因可能参与Ca2+和SA介导的抗逆信号通路,积极响应逆境胁迫,尤其调节了干旱和高盐环境下的抗逆性.%Sec14-like phosphatidylinositol transfer proteins are present in all eukaryotic genomes and involved in a variety of biological activities, such as metabolism of inositol phosphate, membrane transportation, polar growth, signal transduction and stress responses. The responses of Sec14-like gene to drought and salt stresses have not been reported in sugarcane. In this study, a SEC14 gene sequence was obtained in the sugarcane transcription database infected by Sporisorium scitamineum, and the full length cDNA sequence of a sugarcane SEC14 gene was obtained by RT-PCR technology and named as ScSEC14 (GenBank accession number: MG571103). Bioinformatics analysis showed a full length of 1617 bp in ScSEC14 gene containing a complete open reading frame of 1008 bp and encoding 335 amino acid residues. ScSEC14 is an unstable hydrophilic protein with no signal peptide. The secondary structure of ScSEC14 protein is mostly α-helices, with a typical SEC14 domain and a CRAL_TRIO_N domain. Phylogenetic tree analysis showed that ScSEC14 belonged to SSH (soybean Sec14 homolog group) subfamily of Sec14-like protein family. Subcellular localization experiment showed that ScSEC14 protein was mainly localized in the plasma membrane. Real-time quantitative PCR analysis showed that ScSEC14 gene was constitutively expressed in sugarcane, with the lowest expression level in skin, and the highest in leaf, which was 4.9 times of that in skin. The expression of ScSEC14 gene was up-regulated under the stresses of PEG, NaCl, CaCl2 and salicylic acid (SA). We speculate that ScSEC14 plays an important role in response to drought and salt stresses, and may be involved in the stress response signaling pathway mediated by Ca2+ and SA.

著录项

  • 来源
    《作物学报》 |2018年第6期|824-835|共12页
  • 作者

    毛花英; 苏亚春; 阙友雄; 刘峰; 苏炜华; 黄宁; 凌辉; 张旭; 王文举; 李聪娜; 汤翰臣;

  • 作者单位

    福建农林大学农业部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心,福建福州 350002;

    福建农林大学农业部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心,福建福州 350002;

    福建农林大学农业部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心,福建福州 350002;

    福建农林大学农业部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心,福建福州 350002;

    福建农林大学农业部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心,福建福州 350002;

    福建农林大学农业部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心,福建福州 350002;

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    福建农林大学农业部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心,福建福州 350002;

    福建农林大学农业部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心,福建福州 350002;

    福建农林大学农业部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心,福建福州 350002;

    福建农林大学农业部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心,福建福州 350002;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类
  • 关键词

    甘蔗; Sec14-like磷脂酰肌醇转运蛋白; ScSEC14; 干旱; 盐胁迫;

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