白芥CBL基因克隆及其在干旱胁迫下的表达分析

【摘要】：植物在其生长发育过程中总会受到外界环境中逆境因素的胁迫,当植物遭受逆境刺激时,其细胞质中的钙离子浓度会发生周期性的震荡,形成“钙信号”。逆境信号的下游传递是通过细胞内的钙离子结合蛋白结合钙离子信号来进行的。目前已报道的钙离子结合蛋白主要包括CAM、CDPK、CBL等多种类型蛋白。CBL是在拟南芥中发现的一类植物所独有的钙离子结合蛋白。CBL通过与其下游的靶蛋白基因家族CIPKs相结合来发挥作用。CIPK是一类特有的存在于植物中的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族。CBL-CIPK信号网络系统在模式植物拟南芥及水稻中的研究较为深入,而在白芥中的研究却未见报道。拟南芥全基因组序列的测序完成为研究其同源物种白芥中CBL-CIPK逆境网络应答系统提供了重要的依据和参考。本课题克隆得到CBL1、CBL2、CBL3、CBL4、CBL9、CBL10基因的部分序列,并通过RACE技术,得到CBL3基因全长序列,之后以实时荧光定量PCR检测其在干旱胁迫下的表达,具体研究结果如下:1)通过同源克隆法从白芥植株中克隆得到了CBL1、CBL2、CBL3、CBL4、CBL9、CBL10基因的部分序列,其基因片段长度分别为276bp、291bp、305bp、188bp、435bp和384bp。2)克隆得到了CBL3基因全长。CBL3基因的CDS序列为681bp,编码226个氨基酸残基,蛋白相对分子质量25795.3,不稳定系数39.65,氨基酸的平均亲水性为-0.204。通过序列同源性比对以及进化树分析,发现该基因和拟南芥CBL3基因的同源性较高,命名为Si CBL3基因。3)用PEG6000模拟干旱胁迫处理白芥幼苗,采集不同时间段叶片进行实时荧光定量PCR检测Si CBL3基因的表达,发现干旱胁迫早期白芥叶片中Si CBL3表达量升高,随着干旱处理时间的加长,Si CBL3表达量总体呈下降趋势,说明Si CBL3基因可以在植物应对干旱胁迫的过程中做出了响应。