小麦F-box/Kelch类基因TaFKOR23的抗逆相关表达模式及分子互作蛋白鉴定

作者：魏春茹; 孟钰玉; 范润侨; 赵梦伊; 于秀梅^*; 赵伟全; 康振生; 刘大群

来源：植物遗传资源学报, 2020, 21(03): 695-705.

DOI：10.13430/j.cnki.jpgr.20190626002

• 小麦
• F-box/Kelch
• TaFKOR23
• 表达模式
• 蛋白互作

为了解F-box成员在小麦中响应生物和非生物逆境的表达情况及作用机制,本研究自小麦抗叶锈病近等基因系Tc Lr15中克隆了F-box基因Ta FKOR23,该基因编码一个由421个氨基酸残基组成的蛋白,N端具有F-box结构域,中间带有2个明显的Kelch结构域,属于F-box/Kelch类型基因。系统进化分析表明,Ta FKOR23与粗山羊草(AegilopstauschiiCoss.)和二穗短柄草(Brachypodium distachyon(L.)P. Beauv.)中的F-box/Kelch-repeat protein OR23同源性均较高。利用q RTPCR对接种亲和及非亲和叶锈菌、激素处理、非生物逆境胁迫后Tc Lr15植株中该基因的表达模式进行分析。研究结果表明,Ta FKOR23基因表达受叶锈菌侵染而略升高,但在亲和与非亲和组合间的表达量无明显差异;受脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(Me JA)3种激素处理后,该基因均呈先升高后降低的表达趋势,且表达量于处理后12 h达到最高,Me JA对该基因的诱导表达程度略高于SA和ABA;盐胁迫处理后,除了12 h外,Ta FKOR23整体呈现上升的表达趋势,最高表达峰出现在处理后48 h;Ta FKOR23受聚乙二醇(PEG)处理的影响较小;该基因在旗叶中的表达量远高于其他部位。利用酵母双杂交文库筛选并验证与该基因编码蛋白互作的上游靶蛋白。经文库筛选得到11类可能与Ta FKOR23互作的靶蛋白,进一步回转验证及β-半乳糖苷酶检测结果表明Ta FKOR23与小麦S-期激酶相关蛋白(Ta Skp1)、SEC1家族运输蛋白SLY1(Ta SLY1)和几丁质酶2(Ta Chitinase 2)均存在相互作用。研究结果为深入解析小麦中Kelch类F-box基因的功能及代谢网络奠定了基础,并拓宽了对植物中Kelch类F-box基因的功能认识。

• 单位
  旱区作物逆境生物学国家重点实验室; 生命科学学院; 西北农林科技大学; 河北农业大学