论文部分内容阅读
低温是限制植物生长和分布的重要非生物胁迫因素,大多数植物在低温下一般会遭到不同程度的伤害,全球每年由于低温伤害造成的经济损失巨大。因此,研究植物抗冻性具有十分重要的意义。ICE1(inducer of CBF expression)已被证实是一种低温表达调控的关键因子,一直备受关注,但至今对木本植物ICE1抗冻机制研究以及相关基因克隆鲜有报道。甜杨(Populus suaveolens)作为极其抗冻抗旱的高大乔木,已成为研究木本植物抗冻性及相关抗冻基因克隆的理想材料。
本研究以甜杨幼苗为试材,根据已报道的植物ICE1基因序列设计引物,运用E-PCR和RT-PCR技术首次成功地从甜杨中克隆得到ICE01基因(命名为PsICE01),并对所获得的序列进行碱基组成、限制性酶切位点及重复片段等分析。结果表明,PsICE01基因cDNA长为1658bp,含有完整的开放阅读框,可编码546个氨基酸的MYC类蛋白(含有bHLH区);该序列与已报道的其它物种ICE1基因序列具有高度同源,推测PsICE01基因可能为ICE1基因。在此基础上,结合公共数据库和相关的生物信息学软件对所获得的PsICE01基因进行结构分析及功能预测,结果显示,PsICE01基因编码的蛋白属于弱亲水性蛋白、pI为5.895、不含信号肽。另外,结构预测结果发现,PsICE01蛋白二级结构所含的α-螺旋的比例低于30％,且β折叠在20％以下,这表明PsICE01为混合型蛋白;三级结构含有bHLH保守功能域,具有多个磷酸化位点和跨膜区域,且呈现转录因子活性。同时,利用半定量RT-PCR法检测不同时间4℃冷胁迫下PsICE01基因的表达,结果发现,冷胁迫时间对该基因的表达影响较大。此外,在甜杨PsICE01基因的植物表达载体PBI121-PsICE01构建的基础上,采用农杆菌介导的方泫开展烟草瞬时表达研究,结果表明,PsICE01可能对烟草CBF基因的表达起调控作用。
上述研究结果可为甜杨PsICE01基因的功能鉴定及应用奠定重要基础,具有重要的应用价值和现实意义。