甘蓝型油菜长链烷烃合成相关基因的克隆及其与BnCER1-2的互作

作者：柏成成; 姚小尧; 王雨璐; 王赛玉; 李金莹; 蒋有为; 靳舒荣; 陈春杰; 刘渔; 魏星玥; 徐新福; 李加纳; 倪郁

来源：作物学报, 2022, 1-12.

• 甘蓝型油菜
• 角质层蜡质
• 蛋白互作
• 长链烷烃

长链烷烃是甘蓝型油菜角质层蜡质的优势组分，在阻止植株的非气孔性水分散失中起主要作用。BnCER1-2催化甘蓝型油菜长链烷烃的生物合成，但BnCER1-2是否通过与其他蛋白互作调控长链烷烃合成还不清楚。前期通过甘蓝型油菜蜡质差异材料转录组筛选获得4个长链烷烃合成相关基因BnCER3.a10、BnCER3.c02、BnCYTB5B.c09、BnCER1-L2.a05。本研究克隆了这4个基因的编码序列，序列分析表明BnCER3.a10/c02与BnCER1-L2.a05前体蛋白具有典型的脂肪酸羟化酶与WAX2 C末端结构域，而BnCYTB5B.c09具有Cyt＿B5蛋白家族保守结构域。亚细胞定位结果表明，BnCER3.a10/c02、BnCYTB5B.c09与BnCER1-L2.a05均定位于细胞内质网，与BnCER1-2共定位。双分子荧光互补(bimolecular fluorescent complementation， BiFC)与萤火素酶互补试验(luciferase complementation assay， LCA)检测结果表明，BnCER3.a10、BnCYTB5B.c09、BnCER1-L2.a05与BnCER1-2蛋白存在相互作用，而BnCER3.c02与BnCER1-2蛋白不互作。实时荧光定量PCR结果显示，与BnCER1-2的表达模式一致，BnCER3.a10与BnCYTB5B.c09主要在甘蓝型油菜茎/叶中表达，并受干旱胁迫诱导显著上调。BnCER3.a10在NaCl与低温胁迫下表达量显著减少，其中BnCER3.a10受MeJA、ACC诱导显著下调，BnCYTB5B.c09表达受ABA诱导上调。BnCER1-L2.a05在花中的表达量最高，在茎和叶片中的表达量最低，在干旱、低温及NaCl胁迫下转录水平均显著下降，其中SA诱导BnCER1-L2.a05表达上调，而MeJA诱导其表达下调。蜡质差异材料荧光定量PCR结果证实，BnCER3.a10与BnCYTB5B.c09在高蜡(烷)油菜中的表达量显著高于低蜡(烷)油菜，而BnCER1-L2.a05则呈相反变化。综合分析认为，BnCER3.a10与BnCYTB5B.c09可能通过与BnCER1-2互作而促进甘蓝型油菜长链烷烃的生物合成，BnCER1-L2.a05可能通过与BnCER1-2互作负调控长链烷烃的合成。

• 单位
  西南大学