谷子SibHLH19基因的克隆及表达分析

作者：邹晓悦; 刘佳; 李志勇; 马继芳; 王永芳; 全建章; 刘磊; 白辉^*; 董志平^*

来源：华北农学报, 2022, 37(05): 16-24.

• 谷子
• 谷子锈病
• bHLH转录因子
• 基因表达
• 抗病反应

为了解谷子中SibHLH19的功能，以抗病谷子材料十里香叶片cDNA和基因组DNA为模板，分别克隆到SibHLH19基因的CDS序列和启动子序列，并利用生物信息学在线工具分析了启动子顺式作用元件及生物学特征；采用Real-time PCR技术检测了SibHLH19转录因子在谷子不同组织部位和抗谷锈病过程中的表达丰度变化；利用SDS-PAGE技术分析了该基因原核表达特征。结果表明，SibHLH19转录因子CDS序列全长843 bp,编码280个氨基酸，预测蛋白质分子质量为29.97 ku,理论等电点pI为5.85,编码蛋白质化学式为C1296H2071N397O400S11,含有一个bHLH保守结构域，属于不稳定亲水性蛋白质。该蛋白质二级结构的最大元件是无规则卷曲，最小元件为β-转角。进化分析表明，SibHLH19与禾本科植物糜子(RLM85279.1)、哈氏黍(PUZ71581.1)和柳枝稷(XP＿039835205.1)氨基酸序列的同源性较高，与小麦(KAF7059972.1)、节节麦(XP＿040244423.1)同源性最低。启动子顺式作用元件分析表明，该基因启动子区存在多个激素、胁迫等应答元件。组织表达分析表明，该基因主要在谷子苗期表达，并以苗期地上部分表达量最高，孕穗期几乎无表达。在谷子响应谷锈菌生物胁迫反应的24 h内，SibHLH19基因在抗病反应8,16 h上调表达，而感病反应中仅在16 h略微上调表达，其余时间均下调表达，推测SibHLH19在谷子抗锈病反应中起正调控作用。构建的原核表达载体pET30a-SibHLH19经0.1 mmol/L IPTG诱导能表达出表观分子质量约44 ku的SibHLH19融合蛋白。

• 单位
  生命科学学院; 河北省农林科学院谷子研究所; 河北师范大学