Page 35 - 《广西植物》2024年第12期

１２ 期 许金港等: 水稻 ＯＣＰＩ２ 基因的克隆与表达分析 ２ １ ９ ３

Ａ. ＯＣＰＩ２ 与同源蛋白序列比对ꎮ 黑色方框内为 ｐｏｔａｔｏ＿ｉｎｈｉｂｉｔ 结构域ꎬ星号表示 ＯＣＰＩ２ 蛋白和同源蛋白的保守氨基酸残基ꎮ Ｂ. ＯＣＰＩ２
蛋白与 ８ 个同源蛋白的进化树分析ꎮ ＰｖＣＰＩ１Ｌ. 柳枝稷(ＸＰ＿０３９８３６２７６.１)ꎻ ＬｒＣＰＩ２Ｌ. 硬直黑麦草(ＸＰ＿０４７０７０６４１.１)ꎻ ＴｄＣＰＩ２Ｌ. 二粒
小麦(ＸＰ＿０３７４７１０６９.１)ꎻ ＴｕＣＰＩ２. 乌拉尔图小麦(ＥＭＳ６１６１３.１)ꎻ ＯｇＣＰＩ２Ｌ. 非洲栽培稻(ＸＰ＿０５２１３９２７２.１)ꎻ ＬｐＣＰＩＬ. 黑麦草(ＸＰ＿
０５１２２４２５１.１)ꎻ ＺｍＣＰＩ１. 玉米(ＮＰ＿００１２３２８１４.２)ꎻ ＭｌＣＰＩ. 南荻(ＣＡＤ６３３４９３６.１)ꎮ
Ａ. Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｏｆ ＯＣＰＩ２ ｗｉｔｈ ｉｔｓ ｏｒｔｈｏｌｏｇｓ. Ｂｌａｃｋ ｂｏｘ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｐｏｔａｔｏ＿ｉｎｈｉｂｉｔ ｄｏｍａｉｎꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ａｓｔｅｒｉｓｋｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ ａｍｉｎｏ
ａｃｉｄ ｒｅｓｉｄｕｅ ｏｆ ＯＣＰＩ２ ｐｒｏｔｅｉｎ ａｎｄ ｏｒｔｈｏｌｏｇｓ. Ｂ. Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒｅｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＯＣＰＩ２ ｐｒｏｔｅｉｎ ａｎｄ ｅｉｇｈｔ ｏｒｔｈｏｌｏｇｓ. ＰｖＣＰＩ１Ｌ. Ｐａｎｉｃｕｍ ｖｉｒｇａｔｕｍ
(ＸＰ＿０３９８３６２７６.１)ꎻ ＬｒＣＰＩ２Ｌ. Ｌｏｌｉｕｍ ｒｉｇｉｄｕｍ (ＸＰ＿０４７０７０６４１.１)ꎻ ＴｄＣＰＩ２Ｌ. Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ｄｉｃｏｃｃｏｉｄｅｓ (ＸＰ＿０３７４７１０６９.１)ꎻ ＴｕＣＰＩ２. Ｔ. ｕｒａｒｔｕ
(ＥＭＳ６１６１３.１)ꎻ ＯｇＣＰＩ２Ｌ. Ｏｒｙｚａ ｇｌａｂｅｒｒｉｍａ (ＸＰ＿０５２１３９２７２.１)ꎻ ＬｐＣＰＩＬ: Ｌｏｌｉｕｍ ｐｅｒｅｎｎｅ (ＸＰ＿０５１２２４２５１.１)ꎻ ＺｍＣＰＩ１. Ｚｅａ ｍａｙｓ (ＮＰ＿
００１２３２８１４.２)ꎻ ＭｌＣＰＩ. Ｍｉｓｃａｎｔｈｕｓ ｌｕｔａｒｉｏｒｉｐａｒｉｕｓ (ＣＡＤ６３３４９３６.１).
图 ４ ＯＣＰＩ２ 与 ８ 个同源蛋白的序列比对及系统发育分析
Ｆｉｇ. ４ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＯＣＰＩ２ ｗｉｔｈ ｅｉｇｈｔ ｏｒｔｈｏｌｏｇｓ

２１９ ｂｐꎬ编码 ７２ 个氨基酸ꎬ含有 １ 个 ｐｏｔａｔｏ＿ｉｎｈｉｂｉｔ
３ 讨论与结论 结构域ꎬ属于丝氨酸蛋白酶抑制剂家族成员ꎮ 众
多研究表明ꎬ植物丝氨酸蛋白酶抑制剂主要通过
蛋白酶抑制剂是植物体内重要的防御蛋白ꎬ 调节丝氨酸蛋白酶活性进而调节植物抗虫反应ꎮ
当植物受到植食性昆虫为害时ꎬ会迅速合成蛋白 如 大 豆 丝 氨 酸 蛋 白 酶 抑 制 剂 ( Ｂｏｗｍａｎ￣Ｂｉｒｋ
酶 抑 制 剂ꎬ 以 抵 御 昆 虫 取 食 ( Ｖｏｌｐｉｃｅｌｌａ ｅｔ ａｌ.ꎬ Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒꎬ ＳＢＢＩ ) 可 延 迟 瓜 实 蝇 ( Ｂａｃｔｒｏｃｅｒａ
２０１１)ꎮ 利用基因工程技术ꎬ将编码蛋白酶抑制剂 ｃｕｃｕｒｂｉｔａｅ)的生长发育(Ｋａｕｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎬ取食光
基因导入农作物中ꎬ培育出具有抗虫效果的转基 海红豆( Ａｄｅｎａｎｔｈｅｒａ ｐａｖｏｎｉｎｅ) 的胰蛋白酶抑制剂
因作物ꎬ可以有效控制农田害虫的发生ꎮ 水稻是 (Ａｄｅｎａｎｔｈｅｒａ ｐａｖｏｎｉｎａ ｔｒｙｐｓｉｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒꎬ ＡｐＴＩ) 会导
重要的粮食作物ꎬ常遭受二化螟和褐飞虱等多种 致大豆夜蛾( Ａｎｔｉｃａｒｓｉａ ｇｅｍｍａｔａｌｉｓ) 幼虫死亡率升
害虫为害ꎮ 因此ꎬ研究水稻蛋白酶抑制剂基因及 高(Ｍｅｒｉñｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎮ 因此ꎬ推测 ＯＣＰＩ２ 在水
其介导的抗虫机理对水稻生产具有重要意义ꎮ 稻的抗虫防御反应中发挥重要作用ꎮ
本研究成功从水稻中克隆并获得 ＯＣＰＩ２ 基因 诱导表达特征的结果显示ꎬ二化螟和褐飞虱
ｃＤＮＡ 序列ꎬ序列分析表明该基因编码区全长为 取食以及机械损伤均能诱导 ＯＣＰＩ２ 基因的表达ꎮ