大蒜2个中性/碱性转化酶基因AsNI的克隆与表达分析

作者：周倩怡; 黄思杰; 田洁^*

来源：华北农学报, 2023, 38(04): 54-64.

• 大蒜
• 中性/碱性转化酶基因
• 基因克隆
• 表达分析
• 逆境胁迫

中性/碱性转化酶作为植物蔗糖代谢的关键酶，主要参与植物生长发育、逆境胁迫响应等过程。为探究大蒜AsNI对逆境胁迫的响应模式，以乐都紫皮大蒜为试验材料，克隆得到2个中性/碱性转化酶基因，并进行了生物信息学和表达特性分析。结果表明，AsNI1和AsNI2的开放阅读框分别为522,1 203 bp,编码173,400个氨基酸；AsNI1与AsNI2均为亲水性蛋白，预测定位于细胞质，具有Glyco＿hydro＿100结构域；但二者的氨基酸序列相似性仅为25.75%,AsNI2含有1个糖基化位点，而AsNI1未检测到糖基化位点，二者的亲缘关系较远。蛋白互作网络分析结果表明，AsNI2与AsNI1可能参与不同的生化过程。启动子序列分析发现，AsNI1和AsNI2的启动子区域含有多个与响应相关的顺式作用元件，其中AsNI2启动子的干旱和低温胁迫响应元件个数显著大于AsNI1。通过对启动子转录因子结合位点进行预测发现，二者含有不同种类及数量的结合位点，表明AsNI1和AsNI2可行使不同的基因功能。qRT-PCR检测发现，AsNI的表达具有明显的组织特异性，AsNI1和AsNI2分别在根和鳞茎中表达量最高。同时，逆境胁迫能够诱导AsNI表达，低温和干旱处理下均以AsNI2的响应程度强于AsNI1。其中，低温胁迫以诱导叶片AsNI2的表达为主，干旱胁迫以诱导根系AsNI2的表达为主。通过分析AsNI的序列特征和表达模式，验证了AsNI的抗逆功能。

• 单位
  青海大学; 生态环境部南京环境科学研究所