[目的]为解析杉木ATP合酶复合亚基基因(ClF0F1-ATP)在抵抗逆境胁迫中的功能,研究克隆了杉木ClF0F1-ATP基因,并分析其在不同逆境中的表达特征,以期为阐明杉木ClF0F1-ATP基因在杉木生长发育和响应干旱、温度以及盐胁迫逆境过程中的分子机制提供科学的理论依据.[方法]以第三代杉木种子为试验材料,运用RT-PCR技术克隆获得了一个杉木ATP合酶基因,命名为ClF0F1-ATP,并采用了生物信息学技术与亚细胞定位研究对该基因的功能进行了分析和预测,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析了该基因在低强度干旱、高强度干旱、低盐、高盐、低温以及高温胁迫下的表达模式.[结果]对ClF0F1-ATP基因的编码的氨基酸序列进行的预测分析结果显示,杉木ClF0F1-ATP基因全长618 bp,共编码205个氨基酸,杉木ClF0F1-ATP蛋白的化学分子式为C983H1561N259O291S6,蛋白相对分子量为21856.13 Da,理论等电点为6.20.蛋白质理化性质和结构分析结果显示ClF0F1-ATP蛋白理化性质稳定,带正电荷,属于疏水性蛋白,与线粒体ATP合酶亚基的结构相似程度较高.蛋白的亚细胞定位和同源序列对比结果显示该蛋白定位于细胞核,与卷柏(s.m184168)的亲缘关系最近,相似度为94％.实时荧光定量PCR结果分析表明杉木ClF0F1-ATP基因在低强度干旱、低盐、低温胁迫下6,12,24,48 h后的表达量均高于对照组,且随时间增加呈现先上升后下降的趋势,而在高强度干旱、高盐、高温胁迫下48 h内的表达量均低于对照组,随时间增加呈现下降趋势.[结论]ClF0F1-ATP基因在杉木中的表达受不同逆境胁迫的诱导,其中低强度干旱、低盐、低温胁迫诱导其上调表达,而高强度干旱、高盐、高温胁迫诱导其下调表达,由此推测该基因可能通过参与杉木的逆境胁迫响应,从而调控杉木的生长发育,但其中具体的作用机理还有待进一步研究.在后续的研究中可深入探索杉木ClF0F1-ATP基因在逆境中的响应机制,为实现生物技术辅助杉木育种奠定基础.

杉木;基因克隆;逆境;表达分析

汪佳琪;戴嘉豪;陈家琛;林莉莉;曹光球;曹世江

福建农林大学 林学院,福建 福州 350002;林木逆境生理生态及分子生物学福建省高校重点实验室,福建 福州 350002;国家林业和草原杉木工程技术研究中心,福建 福州 350002;华川技术有限公司,福建 福州 350008

江西农业大学学报

[1]汪佳琪;戴嘉豪;陈家琛;林莉莉;曹光球;曹世江-.杉木ATP合酶基因的克隆及其在逆境下的表达分析)[J].江西农业大学学报,2022(02):271-279

ClF0F1,C983H1561N259O291S6,m184168

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