雨生红球藻蓝光受体向光素(PHOT)互作蛋白鉴定及烟草异源表达的生理效应

作者：李旺宁; 李亚男; 梁梦静; 张春辉; 季春丽; 李润植; 崔玉琳; 秦松; 薛金爱^*; 崔红利^*

来源：植物生理学报, 2023, 59(07): 1300-1310.

DOI：10.13592/j.cnki.ppj.100547

• 雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)
• 向光素(PHOT)
• 互作蛋白
• 烟草异源表达
• 生理效应

向光素(PHOT)是植物和绿藻特有的蓝光受体,鉴定PHOT的互作蛋白及探究其功能为阐明PHOT介导的信号途径与生理功能奠定基础。本研究采用酵母双杂交技术从雨生红球藻cDNA文库中筛选HaePHOT的候选互作蛋白,共获得23个阳性克隆,其中4个克隆注释为DnaJ。利用RNA-Seq数据,对雨生红球藻中HaePHOT与DnaJ的表达模式进行相关性分析,发现二者呈很强的正相关;进一步分析HaePHOT或DnaJ与虾青素合成及积累的关键基因(PSY、PDS、LYCB、BKT、BCH、CYP97B、KAS、FAD)表达量的相关性,发现HaePHOT及DnaJ分别与LYCB、BKT、BCH、CYP97B呈正相关,而与PSY、PDS、KAS、FAD呈负相关。瞬时转化烟草结果显示,在正常光(白光)下,野生烟草和过表达HaePHOT的烟草植株叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素差异不显著;但蓝光下差异显著,且转基因烟草色素含量较高。qRT-PCR结果显示叶绿素a加氧酶(CAO)、原叶绿素酸酯氧化还原酶(POR)、八氢番茄红素合酶(PSY)、八氢番茄红素脱氢酶(PDS)和番茄红素β-环化酶(LYCB)编码基因在蓝光照射及转基因烟草中的表达显著提高,均与叶绿素和类胡萝卜素含量的变化趋势一致。这些发现为后续解析HaePHOT及其互作蛋白介导的调控机制提供了理论基础。

• 单位
  山西农业大学; 中国科学院烟台海岸带研究所