地毯草AcMATE1基因的克隆与表达分析

作者：张郎织; 李季肤; 黄杰; 王志勇^*; 陈志坚^*

来源：热带作物学报, 2021, 42(07): 1860-1867.

DOI：10.3969/j.issn.1000-2561.2021.07.007

• 地毯草
• 铝毒
• MATE转运蛋白
• 根系
• 基因表达

铝毒被认为是酸性土壤上抑制植物根系生长的重要胁迫因素之一。多药及毒性化合物外排转运蛋白(multidrug and toxic compound extrusion,MATE)在根系柠檬酸转运耐铝毒中起重要作用。以地毯草(Axonopus compressus)为材料,对AcMATE1基因进行克隆、生物信息学和基因表达分析。结果表明:铝处理抑制了地毯草根系的生长,包括总根长、根表面积和根体积。通过PCR克隆到地毯草AcMATE1基因,该基因cDNA全长1602 bp,编码433个氨基酸残基。AcMATE1蛋白分子量为45.9kDa,属于疏水性蛋白。AcMATE1蛋白包含MatE保守结构域和9个跨膜结构域。亚细胞定位预测分析结果表明,AcMATE1定位于细胞膜上。实时荧光定量PCR结果表明,金属铝(Al)和镉(Cd)处理显著增强AcMATE1基因在地毯草根系中的表达,而镧(La)处理则抑制AcMATE1基因的表达。并且不同铝浓度和时间处理进一步验证Al可增强AcMATE1基因在地毯草根中的表达。此外,AcMATE1基因在地毯草根、茎和叶中均有表达,且在0～1 cm根段中的表达量高于其他根段中的表达量。本研究结果为解析地毯草响应铝毒害的机理提供候选基因资源。

• 单位
  中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所; 海南大学