小麦wzy2-1基因的克隆及功能分析

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1、作物学报ACTAAGRONOMICASINICA2016,42(8):12531258http://zwxb.chinacrops.org/ISSN0496-3490;CODENTSHPA9E-mail:xbzw@chinajournal.net.cnDOI:10.3724/SP.J.1006.2016.01253小麦wzy2-1基因的克隆及功能分析1111121,*强治全梁雅珺于正阳杜娅张帅朱维宁张林生12西北农林科技大学生命科学学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室,陕西杨凌712100;西北大学生命科学学院,陕西西安710069摘要:

2、脱水素是一类植物胚胎发育后期丰富蛋白(lateembryogenesisabundantprotein,LEA蛋白),属于LEAD-11家族,植物受非生物胁迫会大量表达。利用同源克隆技术,从郑引1号小麦中克隆了1个Kn型脱水素基因,命名为wzy2-1。该基因全长1740bp,编码579个氨基酸,含有9个保守的K片段,与大麦的Dhn5基因具有较高同源性。生物信息学预测该蛋白属于高度亲水性的无序蛋白。通过该蛋白对大肠杆菌的保护作用研究表明,WZY2-1蛋白能够提高大肠杆菌对低温、高温、高盐以及高渗胁迫的耐受性。荧光实时定量PCR分析表明,wzy2

3、-1基因受低温、盐渍、干旱诱导表达,但不受外源ABA诱导,说明wzy2-1基因属于非ABA依赖型脱水素基因。关键词:小麦;脱水素;荧光实时定量PCR;原核表达CloningandFunctionalAnalysisofwzy2-1GeneinWheat111112QIANGZhi-Quan,LIANGYa-Jun,YUZheng-Yang,DUYa,ZHANGShuai,ZHUWei-Ning,and1,*ZHANGLin-Sheng1CollegeofLifeScience/StateKeyLaboratoryofCropStressBio

4、logyforAridAreas,NorthwestA&FUniversity,Yangling712100,China;2CollegeofLifeScience,NorthwestUniversity,Xi’an710069,ChinaAbstract:Dehydrins(DHNs)areidentifiedasthegroupIIofLEAproteinsandinvolvedinplantabioticstresstolerance.Inthisstudy,weisolatedanovelKn-typedehydringenefrom

5、wheatcultivarZhengyin1,whichwasdesignatedwzy2-1.Thefulllengthofwzy2-1is1740bp,encoding579aminoacidsandcontainingnineconservedK-fragments.Sequencealignmentindicatedthatwzy2-1hadhighhomologytoDhn5geneinHordeumvulgare.TheWZY2-1proteinwaspredictedtobeahighly-hydrophilicanddisor

6、deredprotein.TheWZY2-1proteinwassuccessfullyexpressedinE.colistrainBL21(DE3).WefoundthatWZY2-1proteinimprovedthetolerancetoloworhightemperature,saltandosmoticstressesinE.coli.TheqRT-PCRassayindicatedthattheex-pressionofwzy2-1genewasinducedbylowtemperature,PEG,andsaltstresse

7、sratherthanABA.Thus,weconcludethatwzy2-1isanABA-independentgene.Keywords:Wheat;Dehydrins;Real-timePCR;Procaryoticexpression植物赖以生存的环境并不总是适合植物生长。干旱、LEA蛋白是胚胎发生后期大量积累的一类蛋白,最[2]盐渍、低温、高温等都会影响植物生长发育,严重时会导早发现于胚胎发育后期的棉花子叶中。LEA蛋白的共同致植物死亡。为了适应各种逆境胁迫,植物在进化过程中,特点是含有大量极性氨基酸,其中赖氨酸和甘氨酸含量[3

8、]已经形成了多种生理生化机制,以抵御不利环境因素,通最高,具有较强的亲水性和热稳定性。LEA蛋白是一大常在逆境胁迫下,植物会积累一系列逆境相关蛋白,如胚类逆境响应蛋