葡萄硫双加氧酶基因VvETHE1克隆及表达分析

作者：严静; 宋珈凝; 王玲; 王跃进; 张朝红^*

来源：农业生物技术学报, 2020, 28(12): 2141-2150.

• 葡萄
• VvETHE1
• 种子败育
• 激素响应
• 原核表达
• 基因表达

硫双加氧酶1 (ethylmalonic encephalopathy protein 1, ETHE1)是硫化物氧化成硫酸盐的关键酶,主要参与植物抗逆、激素响应、种子发育与存活。本研究通过逆转录PCR (reverse transcription PCR, RTPCR),从’黑比诺’(’Pinot Noir’)葡萄(Vitis vinifera)中克隆到2个VvETHE1,命名为VvETHE1A (GenBank No.LOC100248855)和VvETHE1B (GenBank No. LOC100262655)。VvETHE1A的ORF长867 bp,编码288个氨基酸;VvETHE1B的ORF长861 bp,编码286个氨基酸。多序列比对显示,VvETHE1都有金属β-内酰胺酶家族的保守结构域。进化分析发现,与VvETHE1B相比,VvETHE1A与枣(Ziziphus jujuba) ETHE1的遗传距离更近。半定量反转录-PCR (semi-quantitative reverse transcription and PCR, sqRT-PCR)分析发现,VvETHE1在各器官中均表达,但表达量有所差异,其中VvETHE1B在根中大量表达。qRT-PCR分析表明,VvETHE1在有核品种和无核品种种子中差异表达,并都在’无核白’(’Thompson Seedless’)花后35～45 d种子中表达量降低。用外源激素处理葡萄叶片发现,VvETHE1A对脱落酸(abscisic acid, ABA)响应最强,乙烯(ethylene, ETH)其次;VvETHE1B强烈响应茉莉酸甲酯(methyljasmonate, MeJA),对ABA和ETH的响应较弱。为进一步分析VvETHE1基因功能,构建其原核表达载体,诱导获得2个分子量约35 k D的重组蛋白,以包涵体形式存在。不同诱导温度和不同诱导时间对VvETHE1s表达有影响,确定最佳表达体系为28℃诱导6 h,进一步通过16℃低温诱导,表达出可溶性融合蛋白。本研究为深入研究ETHE1在葡萄种子败育、激素响应中的调控机制及其生理生化特性提供基础。

• 单位
  旱区作物逆境生物学国家重点实验室; 农业部; 西北农林科技大学