桃Pp4CL2基因的克隆及抗寒功能验证

作者：李小兰; 郝兰兰; 张帆; 王鸿^*

来源：西北植物学报, 2022, 42(12): 1981-1990.

• 桃
• 4-香豆酸辅酶A连接酶
• 基因克隆
• 低温
• 功能验证

基于‘丁家坝李光桃’抗寒转录组数据，采用RT-PCR技术克隆桃4-香豆酸辅酶A连接酶基因(Pp4CL2),并对其进行生物信息学及转化模式植物拟南芥和烟草的抗寒分析，以解析‘丁家坝李光桃’的抗寒机制。结果显示：(1)成功克隆获得桃Pp4CL2基因(登录号：LOC18792923),其cDNA序列为1 635 bp,编码544个氨基酸残基，具有4CL基因家族保守结构域。(2)二级结构分析显示，Pp4CL2蛋白由4种状态的二级结构组成，其中α螺旋占30.51%、β-折叠占7.35%、不规则卷曲及延伸链分别占41.54%和20.59%。(3)顺式作用元件分析发现，Pp4CL2基因上游启动子区含有光、低温以及多种激素响应元件。(4)序列系统进化分析显示，桃Pp4CL2与杏(Prunus armeniaca)、欧洲甜樱桃(Prunus avium)和梅(Prunus mume)的蛋白相似性最高，分别为99.08%、97.98%和96.14%。(5)成功构建转化载体Pp4CL2-pRI101,对拟南芥和烟草进行遗传转化并通过PCR鉴定获得转基因拟南芥和烟草。(6)与野生型相比，低温胁迫下转基因拟南芥和烟草的Pp4CL2基因相对表达量高，受冷害程度轻，具有更高的渗透调节物质含量和抗氧化酶活性，对低温具有更强的耐受性。研究表明，过表达Pp4CL2基因可增强植物对低温的耐受性，推测Pp4CL2基因在‘丁家坝李光桃’响应低温胁迫过程中具有重要作用。

• 单位
  甘肃省农业科学院林果花卉研究所; 甘肃农业大学