Page 187 - 《广西植物》2022年第8期
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ϟ ࿗ ሕ ᤃ 广জ 西জ 植জ 物 ࿗ 卷
ϟ ࿗ ऊାè࿗ 蛋 白 的 细胞定位 জ 通过 ۪୩ᨃఋ 准确地探索植物抗逆基因资源ᖔ克隆相关基因并
۪ʢᔀʛᔽዹᡷᔽᆍႿ 预测葡萄 ऊାè࿗ 蛋白的细胞定位ᖔ结构 且利用相关基因提高植物抗逆性ྉ 贾翠翠ᖔԡϟጢɯᤥ
显示该蛋白定位在细胞核内ᖔ因此可以推断葡萄 酿酒葡萄的种植会受到冷冻ܦ干旱和高盐的限制ᖔ
ࣷଧÞ࿗ 基因主要在细胞核内发挥生物学作用ᤥ 低于ͱԡ ቩ 的温度会对葡萄树造成不可逆转的损
ϟጢ 结构域预测জ 应用 શऊା᧧ 中的 ऊ᧕᧕ 数据库 害ᖔ影响许多葡萄栽培种的产量ᖔ降低种植者收
预测葡萄 ऊାè࿗ 蛋白的保守结构域ᖔ预测结果ྉ 图 入ᖔ若将相关抗性基因克隆并转入酿酒葡萄中ᖔ则
ᤃɯ显示葡萄 ऊାè࿗ 蛋白的氨基酸序列的第 ጢᎮ 位至 可以显著提高酿酒葡萄的产量ᤥ 目前ᖔ对于 ࣷଧÞ
第 ϟϟጢ 位为 ዶ۪ 超家族结构域ᖔ在进化上非常保 转录因子的研究较为深入和广泛ᖔ该转录因子在
守ᖔ该结构域对蛋白功能的发挥非常重要ᤥ 植物非生物胁迫方面发挥着重要作用ྉèᔀႿ੫ ᔀᡷ ᑕᖔ
ϟᤃ 三级结构预测জ 通过同源建模方法构建葡 ԡϟϟଫશᆍᔽᆍ ᔀᡷ ᑕᖔ ԡϟɯᤥ 研究发现 ዛᡙࣷଧÞϟ 基
萄 ऊାè࿗ 基因蛋白的三级结构ྉ图 Ꭾɯᖔ结果显示该 因在马铃薯中超表达ᖔ能够增强马铃薯的抗寒性
蛋白三级结构主要由 ም᥋螺旋和无规则卷曲折叠形 ྉ۪ᔽႿᆍ ᔀᡷ ᑕᖔ ԡԡऐɯᤥ 将欧洲越桔中的 ࣷଧÞϟ 基因
成ᖔ其预测结果和二级结构相一致ᤥ 在拟南芥中超表达可增强其抗寒性ྉ ᨃᑕҴᔀႿࣼ ᔀᡷ
ԣॹԣ ࣷଧÞ 蛋白进化树构建及多序列比对分析 ᑕᖔ ԡϟሕɯᤥ 综上所述ᖔࣷଧÞ 基因参与了植物体低
将葡萄 ࣷଧÞ࿗ 基因的序列与同一物种及其他相 温胁迫的响应ᖔ这与本研究结果保持一致ᤥ
近物种的序列进行比对分析ྉ图 ऐɯᖔ结果显示酿酒 通过分析可知ᖔ葡萄 ऊାè࿗ 蛋白氨基酸组成中
葡萄与美洲葡萄同源性最高ᖔ为 ँँᤃᠮᖔ与洋蓟ܦ短 极性氨基酸占 ጢᤃ ँᠮᖔ非极性氨基酸占 ࿗ሕ ϟᠮᖔ
脚草ܦ爬山虎ܦ猕猴桃ܦ白桦ܦ花生ܦ茶花ܦ赤藓和咖 ऊାè࿗ 蛋白无信号肽ᖔ是一个不稳定的ܦ亲水的ܦ脂
啡同源性分别为 ँँᤃ࿗ᠮܦँᎮऐᠮܦँሕሕϟᠮܦऐጢᎮϟᠮܦ 溶性较差的膜外蛋白ᖔ与极性氨基酸所占比例一
ऐϟጢጢᠮܦऐϟሕᠮܦऐԡϟሕᠮܦᎮऐጢϟᠮ和 Ꭾጢ࿗ँᠮᤥ 致ᤥ 采用 ୩ᨃ۪ᥘዶ 及 ୩ۼ᧧୩୩᥋ᥘᨃ᧕ጶᓂ 分别预测
葡萄 ࣷଧÞ࿗ 基因与 ϟሕ 种同物种和相近物种同 ऊାè࿗ 蛋白二级结构和三级结构ᖔ表明该蛋白主要
源序列的系统进化树如图 ँ 所示ᖔ酿酒葡萄与美洲 结构单元是无规则卷曲ᖔ其次是 ም᥋螺旋ᖔ其中所占
葡萄的关系最密切ᖔ其次是河岸葡萄ܦ山葡萄ܦ沙地 比例 分 别 为 ጢᤃ ऐऐᠮ 和 Ꭾ ጢᠮᖔ 该结果为研究
葡萄ܦ洋蓟ܦ爬山虎ܦ短脚草ᖔ与猕猴桃ܦ茶花ܦ白桦ܦ ࣷଧÞ࿗ 基因及其编码产物的结构和功能提供了更
花生ܦ赤藓ܦ咖啡关系较远ᖔ遗传距离也随之增加ᤥ 多的信息ᤥ ऊାè࿗ 蛋白的多序列和系统进化分析
ԣॹᇺ 葡萄 ࣷଧÞ 基因在低温胁迫下的表达 表明ᖔ酿酒葡萄与美洲葡萄的同源性最高ܦ亲缘关
葡萄水培苗经低温胁迫处理后ᖔࣷଧÞ࿗ 基因的 系最近ᖔ这种同源性一方面体现出各物种间亲缘
表达结果显示ᖔ低温胁迫下葡萄叶片 ࣷଧÞ࿗ 基因随 关系的远近ᖔ 另 一 方 面也表明多个不同物种的
低温处理时间延长相对表达水平显著上调ᖔ低温 ࣷଧÞ࿗ 基因编码产物在结构特征中比较稳定ᖔ保守
胁迫 ሕၤ 和 ँၤ 的上调幅度分别为对照的 ϟԡँ 性较高ᤥ 通过对葡萄 ऊାè࿗ 蛋白的结构域分析得
倍ܦϟሕऐϟ 倍ଫ施加外源硅后常温条件下 ࣷଧÞ࿗ 基 到ᖔ葡萄 ࣷଧÞ࿗ 包含一个 ዶ۪ ᣰ ጶጶା۪ 结构域ᖔ属
因表达水平上调但差异不显著ᖔ低温条件下 ࣷଧÞ࿗ 于 ዶ۪ 型 ᧕શዶ 保守结合大家族中的 ऊାè ᣰ ᧕ጶା
基因表达水平下调ྉ 图 ϟԡ᧥ዶɯᤥ 在相同处理时间 家族ᖔ具有该家族典型的特征ᖔ含有 ɟ᥈ 元件和
内ᖔ低温胁迫相对常温比较ᖔ葡萄根部相对表达水 ۼᓂ᥈ 基序ᖔ具有高度保守性ᖔ该结构域对编码蛋白
平下调ᖔሕ ၤ 和 ँၤ 的下调幅度分别为对照的 ԡጢᎮሕ 功能发挥着极其重要的作用ᖔ可调节植物抵御低
倍和ԡ࿗倍ᖔ在常温及低温条件下ᖔ施硅处理较对 温和干旱相关基因的表达ᖔ推测 ࣷଧÞ࿗ 基因与植物
照ᖔࣷଧÞ࿗ 基因表达均上调ྉ图 ϟԡ᧥ାɯᤥ 逆境胁迫可能密切相关ྉ 韩志萍等ᖔԡԡᤃଫ邵文靖
等ᖔԡԡɯᖔ这说明 ࣷଧÞ࿗ 在葡萄的抗逆性中有着
ሕজ 讨论与结论 非常重要的作用ᖔ具有深入研究的价值ᤥ
低温能够诱导大多数植物体内的 ࣷଧÞ 基因表
植物受到逆境胁迫会使植物在生长发育ܦ形 达ᖔ如山葡萄在寒冷ܦ盐度ܦ脱落酸和水杨酸处理
态建成ܦ物质和能量代谢等方面发生一系列的变 下ᖔࣷଧÞ࿗ 转录本积累增加 ྉ ᧕ᆍႿ੫ ᔀᡷ ᑕᖔ ԡϟሕɯᤥ
化ᤥ 相比于传统育种ᖔ利用生物信息学能够快速 在葡萄树中ᖔ ࣷଧÞ࿗ 基因通常通过冷处理诱导ᖔ低温
