橡胶草SRPP/REF家族基因的鉴定及表达分析

作者：黄俊; 江羽宸; 张云川; 闫洁^*

来源：植物生理学报, 2020, 56(07): 1541-1552.

DOI：10.13592/j.cnki.ppj.2020.0041

• 橡胶草
• SRPP/REF家族
• 茉莉酸甲酯
• 天然橡胶合成

橡胶草(Taraxacum kok-saghyz)是研究天然橡胶生物合成的理想模式植物,小橡胶粒子蛋白/橡胶延伸因子(SRPP/REF)家族在天然橡胶合成中扮演重要角色。本研究开展对橡胶草TkSRPP/REF家族的基因鉴定、生物信息学分析及响应茉莉酸甲酯的表达分析,从橡胶草全基因组中识别到10个SRPP/REF家族基因,包含9个SRPP基因(TkSRPP1～9)和1个REF基因(TkREF1),理化性质分析发现大部分TkSRPP/REF蛋白等电点(4.6～8.7)小于6,蛋白分子量为5.6～44.6 kDa, SRPP亚家族蛋白亲水系数均小于零, REF1略大于零。亚细胞定位和跨膜结构域分析表明TkSRPP/REF均定位在细胞质中, REF1蛋白具有跨膜结构域,而SRPP亚家族蛋白均无跨膜结构域。与拟南芥、橡胶树和莴苣的SRPP/REF蛋白一起构建系统发育树共分为5个聚类组(I～V), TkSRPP/REF家族分布在其中4个聚类组(II～V),大部分与莴苣家族类似主要分布在III和IV组,而仅少数与橡胶树和拟南芥的家族成员在同一聚类组,表明橡胶草与莴苣SRPP/REF蛋白有更近的亲缘关系。TkSRPP/REF基因中有9个具有3个外显子,1个(SRPP8)含有2个外显子。TkSRPP/REF家族蛋白共有6个motif(1～6), REF亚家族只有2个motif2,属于REF保守结构域,不同聚类组上的TkSRPP亚家族蛋白的motif数量存在差异。TkSRPP/REF家族基因的启动子上具有多个激素和非生物胁迫响应元件。克隆获得8个TkSRPP/REF基因,转录组数据分析表明茉莉酸甲酯能够诱导TkSRPP3-4和TkREF1基因上调表达。qRT-PCR分析显示,茉莉酸甲酯处理6和24 h后TkREF1基因的表达水平分别下降0.5倍和上调1.5倍,而TkSRPP4基因的表达水平分别上升4.3和8.9倍。上述结果为深入研究TkSRPP/REF基因家族的功能与茉莉酸调控橡胶合成的机制提供了参考。

• 单位
  石河子大学; 生命科学学院