毛竹PeNAC047基因的克隆与表达分析

作者：赵钟毓; 侯丹; 胡秋涛; 魏涵天; 郑颖; 林新春^*

来源：农业生物技术学报, 2020, 28(01): 58-71.

• 毛竹
• PeNAC047基因
• 非生物胁迫
• 表达分析

毛竹(Phyllostachys edulis)是我国最重要的经济竹种,干旱、盐渍等胁迫不仅影响了毛竹的产量,还限制其分布。NAC (NAM, ATAF1/2, CUC2)作为植物中最大的转录因子家族之一,在植物的生长发育和抗逆等方面都发挥着重要作用。为探究毛竹NAC基因在非生物胁迫方面的调控功能,本研究克隆得到两个毛竹NAC基因PeNAC047-1和PeNAC047-2,并对其序列和表达模式进行分析。结果表明,PeNAC047-1 (GenBankNo. MN013397)和PeNAC047-2 (GenBank No. MN013398)基因编码区分别为879bp和1 095 bp,编码292和364个氨基酸,均包含明显的无顶端分生组织(no apical meristem, NAM)保守结构域,属于NAC转录因子。PeNAC047-1和PeNAC047-2启动子区域包含赤霉素(gibberellin acid, GA)响应元件、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)响应元件、脱落酸(abscisic acid, ABA)响应元件等顺式作用元件,提示了其可能受非生物胁迫以及激素调控。亚细胞定位和转录激活实验结果表明,PeNAC047-1和PeNAC047-2为定位在细胞核上的转录激活子。组织特异性表达分析结果显示,PeNAC047-1和PeNAC047-2在毛竹各组织中均有表达,且在根系中表达丰度最高,叶片和茎中次之。在非生物胁迫下,PeNAC047-1和PeNAC047-2的表达均被高盐和高温胁迫诱导,被干旱胁迫抑制。在激素处理下,PeNAC047-1和PeNAC047-2的表达均被MeJA诱导;PeNAC047-1和PeNAC047-2对GA3处理的响应模式存在差异,其中,PeNAC047-1为GA3早期(3～6 h)响应因子,PeNAC047-2为GA3晚期(48～72 h)响应因子;此外,在ABA处理下PeNAC047-1和PeNAC047-2表达模式相反,其中,PeNAC047-1被ABA诱导,PeNAC047-2被ABA抑制,推测其可能通过不同的信号途径参与非生物胁迫调控。本研究探究了PeNAC047-1和PeNAC047-2与非生物胁迫应答的关系,为毛竹抗逆分子机制的研究提供了基础资料。

• 单位
  浙江农林大学