作物学报 ›› 2015, Vol. 41 ›› Issue (12): 1802-1809.doi: 10.3724/SP.J.1006.2015.01802
丛亚辉,王婷婷,柳聚阁,王宁,高萌萌,李艳*,盖钧镒*
CONG Ya-Hui,WANG Ting-Ting,LIU Ju-Ge,WANG Ning,GAO Meng-Meng,LI Yan*,GAI Jun-Yi*
摘要:
酸性土壤中的铝毒害是限制作物生长和产量的主要因素之一。拟南芥中的AtSTOP1 (Arabidopsis thaliana sensitive to proton rhizotoxicity 1)是一个调控多种铝毒耐受机制相关基因表达的转录因子,在拟南芥耐铝毒中发挥重要作用。为研究大豆中STOP1-like基因的表达特性,本研究利用RT-PCR从耐铝毒大豆品种科丰1号中克隆了一个位于第16染色体的STOP1-like基因,命名为GmSTOP1。该基因的编码区(coding DNA sequence, CDS)序列长度为1566 bp,编码521个氨基酸。在GmSTOP1起始密码子上游1500 bp的核苷酸序列区间预测到多种顺式作用元件,包括与激素、热、逆境响应等相关的应答元件,如ABRE、HSE、TC-rich重复序列等。蛋白质结构预测表明GmSTOP1不具有跨膜结构和信号肽,含有4个保守的Cys-2-His-2锌指蛋白结构域。系统进化分析显示GmSTOP1与菜豆(Phaseolus vulgaris)中的STOP1-like蛋白亲缘关系较近。亚细胞定位结果显示GmSTOP1定位于细胞核,说明GmSTOP1蛋白可能在细胞核中发挥其功能。GmSTOP1基因在种子中的相对表达量最高,在根、茎尖分生组织、茎、叶、花、荚等多种组织中也均有表达。用25 μmol L–1 AlCl3溶液处理大豆幼苗,GmSTOP1基因在根中上调表达,24 h达到最高相对表达量,约为对照(0 μmol L–1 AlCl3)的9.2倍,表明该基因的表达受铝离子的诱导。此外,ABA、NaCl和PEG等胁迫也能诱导大豆根和叶中GmSTOP1基因的上调表达。由此推测GmSTOP1基因可能参与大豆对铝毒、高盐和渗透等非生物胁迫的应答过程。
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