谷子SiMAPK3基因的克隆和表达特性分析

王海龙; 李雨倩; 王勃; 邢国芳; 张杰伟

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丝裂原激活的蛋白激酶(MAPK)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白质激酶,在植物生长发育、响应逆境胁迫及激素信号转导等方面具有重要作用。以谷子品种豫谷1号为试材,克隆与拟南芥AtMAPK3同源性最高的谷子SiMAPK3基因,并系统利用生物信息学方法分析SiMAPK3蛋白理化性质、结构与功能;利用RT-qPCR技术检测SiMAPK3基因在谷子拔节前期不同组织和不同非生物逆境胁迫下的表达水平。结果表明,谷子SiMAPK3基因开放阅读框为1128 bp,编码一个含有376个氨基酸的蛋白,预测蛋白分子量为43427.85 Da,等电点为5.46。谷子SiMAPK3为不含信号肽的亲水性膜外蛋白,其二级结构包含44.27%的α螺旋、14.67%的β折叠、5.07%的延伸链及36.00%的无规则卷曲,其第44-328位氨基酸之间含有Pkinase保守结构域,属于MAPK蛋白激酶家族。谷子SiMAPK3三级结构与拟南芥MAPK具有很高的相似度,存在着11个丝氨酸、8个苏氨酸、4个酪氨酸及大量潜在磷酸化位点。RT-qPCR分析表明,SiMAPK3在拔节前期谷子根、茎和叶中均有表达,其在叶片中的表达量最高,约为其在根中表达量的25倍。SiMAPK3响应了低温(4℃)、高盐(300 mmol/L NaCl)、干旱和ABA(200μmol/L)、JA(200μmol/L)的胁迫。在低温胁迫12 h后,SiMAPK3的表达量上调了16倍,在高盐胁迫3 h后,SiMAPK3的表达量上调了8倍。谷子SiMAPK3基因的克隆及功能分析,为进一步解析谷子叶片生长发育及响应低温和高盐等胁迫信号转导过程提供重要依据。

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来源
《生物技术通报》 |2023年第3期|123-132|共10页
作者
王海龙; 李雨倩; 王勃; 邢国芳; 张杰伟;
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作者单位

北京市农林科学院农业基因资源与生物技术北京市重点实验室;

山西农业大学农学院;

烟台大学生命科学学院;

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正文语种 chi
中图分类禾谷类作物;
关键词
谷子; SiMAPK3; 叶片发育; 低温胁迫; 高盐胁迫; 脱落酸; 茉莉酸甲酯; 干旱胁迫;

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