短花针茅StbCRY1和StbCRY2基因克隆与表达差异分析

赵鸿彬; 白雪; 范宇凤; 张晓馥; 张涛; 李淑芬

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短花针茅(Stipa breviflora)是荒漠草原的优势物种,兼具优秀的饲用价值和稳固水土的重要作用,其生殖生长受外界环境的影响较大。探究野外短花针茅生长发育过程中的CRY1、CRY2蛋白对不同环境条件的响应关系,可以为进一步研究蓝光受体隐花色素在不利环境条件下短花针茅生长发育中的调控机制提供有用的信息。以短花针茅转录组数据为基础,利用RACE技术得到生物钟相关基因StbCRY1和StbCRY2 ORF,其编码区分别为2 695 bp和2 176 bp。二者编码酸性蛋白质,皆是亲水蛋白质。Stb CRY1蛋白具有Phr B结构域和Cry-C结构域,Stb CRY2蛋白具有PhrB结构域。进化树分析表明短花针茅CRY1蛋白与野生二粒小麦(Triticum dicoccoides)和普通小麦(Triticum aestivum)CRY1进化关系较为相近,短花针茅CRY2蛋白与大麦(Hordeum innermongolicum)CRY2蛋白亲缘关系相近。利用生物信息学工具预测蛋白质二级结构,两种蛋白质出现α螺旋、无规线团概率为40%左右,出现β转角、延伸链的概率较小。共聚焦定位分析表明StbCRY1和Stb CRY2主要定位于细胞核,少量定位于细胞质。同时利用实时荧光定量PCR技术对不同环境条件、不同开花时期短花针茅营养枝与生殖枝中StbCRY1和StbCRY2基因的表达差异进行分析发现,在增温施氮处理下,短花针茅生殖枝两种基因在开花期表达水平受增温和施氮处理的影响较大,增温施氮交互作用下影响尤为明显,开花中期表达量下调最为显著;营养枝叶片中StbCRY1和StbCRY2主要对增温处理有较明显的响应,不同开花时期表达量都与对照组表达量存在显著差异。该文可以为进一步探究气候变化情况下荒漠草原短花针茅生长发育的分子响应机制以及提供基础数据。

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来源
《生态环境学报》 |2023年第5期|866-877|共12页
作者
赵鸿彬; 白雪; 范宇凤; 张晓馥; 张涛; 李淑芬;
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作者单位

内蒙古农业大学生命科学学院;

内蒙古自治区生物制造重点实验室;

内蒙古高校麦类作物种质创新与利用重点实验室;

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正文语种 chi
中图分类环境植物学;
关键词
短花针茅; StbCRY1; StbCRY2; 表达分析; 亚细胞定位; 基因克隆;

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