毛果杨HDA903基因的克隆及功能分析

• 作 者: 关韬
• 出 处: 东北林业大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 毛果杨 基因克隆 基因功能 组蛋白去乙酰化酶 盐胁迫

组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)在植物生长、发育和胁迫应答反应中具有重要的作用。HDAC催化组蛋白去乙酰化,能够影响染色质的结构,调节基因的转录。目前,有关木本植物HDAC在盐胁迫应答反应中的功能研究鲜有报道。本研究从毛果杨中克隆了 HDAC的RPD3/HDA1亚家族基因HDA903,研究了其蛋白质序列、基因的表达与功能。(1)毛果杨HDA903基因的ORF序列长度为1506 bp,其编码的蛋白质含有501个氨基酸,该蛋白质的等电点为5.26,属于稳定、亲水性蛋白质。在该蛋白质的N端存在一个HDAC结构域,系统进化树分析表明毛果杨HDA903蛋白与胡杨HDA19亲缘关系较近。(2)利用荧光定量PCR方法分析HDA903基因的表达。HDA903基因能够在毛果杨不同器官中表达,但不具有组织特异性。对HDA903基因在ABA、盐和低温胁迫下的表达进行分析,表明盐胁迫抑制HDA903的表达,低温诱导HDA903的表达,ABA也能够调节HDA903的表达。(3)通过构建HDA903-GFP载体,利用基因枪轰击法将融合基因导入洋葱表皮细胞中,观察荧光信号。结果显示,HDA903基因编码的蛋白质定位于细胞核中。(4)克隆并构建pROK2-HDA903植物过表达载体,利用农杆菌介导法将HDA903基因遗传转化到84K杨中,分析HDA903基因在盐胁迫应答反应中的功能。在盐胁迫下,转基因植株的株高、鲜重、干重、叶绿素含量都高于非转基因植株。与非转基因相比,转基因植株SOD、POD酶活性和脯氨酸含量均显著升高,而丙二醛含量下降。以上生理指标表明,HDA903基因在杨树中的过量表达显著提高了转基因植株的耐盐性。综上所述,HDA903基因在杨树盐胁迫应答反应中发挥重要的作用。