Page 107 - 《广西植物》2024年第12期
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Ｇｕｉｈａｉａ Ｄｅｃ. ２０２４ꎬ ４４(１２): ２２６５－２２７８
ＤＯＩ: １０.１１９３１/ ｇｕｉｈａｉａ.ｇｘｚｗ２０２３１２０２８
韦鎔宜ꎬ 段鹏ꎬ 李培兰ꎬ 等ꎬ ２０２４. 水母雪兔子通气组织形成相关基因 ＳｍＰＡＤ４ 的克隆及表达分析 [Ｊ]. 广西植物ꎬ
４４(１２): ２２６５－２２７８.
ＷＥＩ ＲＹꎬ ＤＵＡＮ Ｐꎬ ＬＩ ＰＬꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２４. Ｃｌｏｎｉｎｇ ａｎｄ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ａｅｒｅｎｃｈｙｍａ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ￣ｒｅｌａｔｅｄ ｇｅｎｅ ＳｍＰＡＤ４ ｉｎ Ｓａｕｓｓｕｒｅａ
ｍｅｄｕｓａ [Ｊ]. Ｇｕｉｈａｉａꎬ ４４(１２): ２２６５－２２７８.
水母雪兔子通气组织形成相关基因
ＳｍＰＡＤ４ 的克隆及表达分析
韦鎔宜 １ꎬ２ꎬ３ ꎬ 段 鹏 ꎬ 李培兰 １ꎬ２ꎬ３ ꎬ 罗 丹 １ꎬ２ꎬ３ ꎬ 史国民 ꎬ
４
２ꎬ３
代吴斌 ꎬ 李凤珍 １ꎬ２ꎬ３ ꎬ 何 涛 １ꎬ２ꎬ３∗
２ꎬ３
( １. 青海大学 生态环境工程学院ꎬ 西宁 ８１００１６ꎻ ２. 青海省园林植物与观赏园艺重点实验室ꎬ 西宁 ８１００１６ꎻ ３. 青海大学
省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室ꎬ 西宁 ８１００１６ꎻ ４. 青海大学 畜牧兽医科学院ꎬ 西宁 ８１００１６ )
摘 要: 通气组织是水母雪兔子(Ｓａｕｓｓｕｒｅａ ｍｅｄｕｓａ)应对极端环境的适应性结构ꎬ其形成通常伴随着细胞程
序性死亡(ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ ｃｅｌｌ ｄｅａｔｈꎬＰＣＤ) 的 发 生ꎬ而 细 胞 的 死 亡 与 通 气 组 织 的 形 成 通 常 受 到 ＰＡＤ４ 基 因
(Ｐｈｙｔｏａｌｅｘｉｎ Ｄｅｆｉｃｉｅｎｔ ４)的调控ꎬ但 ＰＡＤ４ 如何调控水母雪兔子通气组织形成的机制尚不明确ꎮ 该研究以水
母雪兔子为试验材料ꎬ利用同源克隆和 ＲＡＣＥ 技术克隆了通气组织形成相关基因 ＳｍＰＡＤ４ꎬ对其序列、系统
进化、表达和亚细胞定位等进行分析ꎬ并采用 ｈｉ￣ＴＡＩＬ ＰＣＲ 技术扩增其启动子ꎬ以探讨该基因在环境适应中
的功能ꎮ 结果表明:(１)ＳｍＰＡＤ４ 基因 ｃＤＮＡ 全长为 ２ ０４７ ｂｐ(ＧｅｎＢａｎｋ 登录号为 ＯＲ７６６０３８)ꎬ包括 １ ８６６ ｂｐ
的开放阅读框ꎬ编码 ６２１ 个氨基酸ꎬ分子式为 Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｓ ꎬ该蛋白为碱性亲水性不稳定蛋白ꎮ (２)系
３１６３ ４９０６ ８４８ ９１０ ２６
统进化树分析显示ꎬＳｍＰＡＤ４ 与刺苞菜蓟 ＣｃＰＡＤ４ 的氨基酸序列相似度最高ꎮ ( ３) 扩 增 出１ ０４９ ｂｐ 的
ＳｍＰＡＤ４ 启动子序列ꎬ包含有光响应元件、低氧应答元件、干旱和生长素应答元件等顺式作用元件ꎮ (４) 实
时荧光定量(ｑＲＴ￣ＰＣＲ)分析显示ꎬＳｍＰＡＤ４ 基因在根、茎和叶中均有表达且在叶中的表达量最高ꎻ在紫外和
低氧胁迫下 ＳｍＰＡＤ４ 基因在叶和茎中表达量均上调ꎬ根中表达量下调ꎮ (５)亚细胞定位显示ꎬＳｍＰＡＤ４ 分布
于细胞核、细胞膜和叶绿体ꎮ 该研究表明ꎬＳｍＰＡＤ４ 基因拥有独特的蛋白结构域ꎬ并且响应低氧和紫外两种
环境胁迫ꎬ在通气组织的形成以及对逆境胁迫的响应中具有重要作用ꎬ为进一步探究 ＳｍＰＡＤ４ 基因在水母
雪兔子适应环境过程中的作用提供了理论依据ꎮ
关键词: 水母雪兔子ꎬ ＳｍＰＡＤ４ꎬ 通气组织ꎬ 表达分析ꎬ 低氧胁迫ꎬ 紫外胁迫
中图分类号: Ｑ９４３ 文献标识码: Ａ 文章编号: １０００￣３１４２(２０２４)１２￣２２６５￣１４
Ｃｌｏｎｉｎｇ ａｎｄ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ａｅｒｅｎｃｈｙｍａ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ￣ｒｅｌａｔｅｄ
ｇｅｎｅ ＳｍＰＡＤ４ ｉｎ Ｓａｕｓｓｕｒｅａ ｍｅｄｕｓａ
４
２ꎬ３
ＷＥＩ Ｒｏｎｇｙｉ １ꎬ２ꎬ３ ꎬ ＤＵＡＮ Ｐｅｎｇ ꎬ ＬＩ Ｐｅｉｌａｎ １ꎬ２ꎬ３ ꎬ ＬＵＯ Ｄａｎ １ꎬ２ꎬ３ ꎬ ＳＨＩ Ｇｕｏｍｉｎ ꎬ
２ꎬ３ １ꎬ２ꎬ３ １ꎬ２ꎬ３∗
ＤＡＩ Ｗｕｂｉｎ ꎬ ＬＩ Ｆｅｎｇｚｈｅｎ ꎬ ＨＥ Ｔａｏ
收稿日期: ２０２４－０３－２４ 接受日期: ２０２４－０４－２８
基金项目: 国家自然科学基金(３１９６０２２２)ꎮ
第一作者: 韦鎔宜(１９９８—)ꎬ硕士ꎬ主要从事植物分子生物技术研究ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)１４３５９２８４９９＠ ｑｑ.ｃｏｍꎮ
∗
通信作者: 何涛ꎬ博士ꎬ教授ꎬ主要从事植物生物技术研究ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｈｅｔａｏｘｎ＠ ａｌｉｙｕｎ.ｃｏｍꎮ
