Page 154 - 《广西植物》2023年第2期
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３ ４ ８ 广 西 植 物 ４３ 卷
ｓｕｒｖｉｖｅ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓꎬ ｗｉｔｈ ａ ｓｔｒｏｎｇ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｂｉｌｉｔｙ ｕｎｄｅｒ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ. Ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｎｄ
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ＳｐＬＥＡ１ ｇｅｎｅ ｉｎ ｄｒｏｕｇｈｔ￣ｔｏｌｅｒａｎｔ ｐｌａｎｔｓꎬ ｗｅ ｕｓｅｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｌｙ ｄｒｏｕｇｈｔ￣ｔｏｌｅｒａｎｔ ｐｌａｎｔ
Ｓ. ｐｕｌｖｉｎａｔａ ａｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｃＤＮＡ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ＳｐＬＥＡ１ ｇｅｎｅ ｂｙ ＲＴ￣ＰＣＲ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ
ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ. Ｔｈｅ ｐｒｏｍｏｔｅｒ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ＨｉＴａｉｌ￣ＰＣＲ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ
ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ. ｑＲＴ￣ＰＣＲ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｔｈｅ ＳｐＬＥＡ１ ｇｅｎｅ ｕｎｄｅｒ ｄｒｏｕｇｈｔ
ｓｔｒｅｓｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ＳｐＬＥＡ１ ｗａｓ ４７６ ｂｐꎬ ｔｈｅ ｏｐｅｎ ｒｅａｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ (ＯＲＦ) ｗａｓ ２７９ ｂｐꎬ
ａｎｄ ｉｔ ｅｎｃｏｄｅｄ ９２ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ. Ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｗａｓ ９ ４９１.４６ Ｄａꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｉｎｔ
ｗａｓ ５.４５. Ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｗａｓ ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ. Ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｔｅｎ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎ ｓｉｔｅｓꎬ ｏｆ ｗｈｉｃｈ ｓｉｘ ｓｅｒｉｎｅｓꎬ ｔｈｒｅｅ ｔｙｒｏｓｉｎｅｓꎬ ａｎｄ ｏｎｅ ｔｈｒｅｏｎｉｎｅꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ
ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ α￣ｈｅｌｉｘ ａｎｄ ｒａｎｄｏｍ ｃｏｉｌ. (２) Ｔｈｅ ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ
ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｏｍａｉｎ ｏｆ ｔｈｅ ＳｐＬＥＡ１ ｐｒｏｔｅｉｎ ｗａｓ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｔｏ ｂｅ Ｌｅａ￣５ꎬ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ＬＥＡ１ ｆａｍｉｌｙ. Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ
ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒｅｅ ａｎｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅｄ ｍａｔｒｉｘꎬ ｔｈｅ ＳｐＬＥＡ１ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｏ ｈａｖｅ ｈｉｇｈ ｈｏｍｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ Ｌｅａ￣５ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｒｏｍ
Ｃｉｃｅｒ ａｒｉｅｔｉｎｕｍ ａｎｄ Ｔｒｉｆｏｌｉｕｍ ｐｒａｔｅｎｓｅ. (３) Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｉｓ￣ａｃｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｐｒｏｍｏｔｅｒ ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ
ｔｈｅ ＳｐＬＥＡ１ ｇｅｎｅ ｐｒｏｍｏｔｅｒ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｆｉｖｅ ｃｌａｓｓｅｓ ｏｆ ｈｏｒｍｏｎｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ
ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ. Ｔｈｅ ＳｐＬＥＡ１ ｇｅｎｅ ｗａｓ ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｚｅｄ ｔｏ ｈａｖｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｂｏｄｙ ａｎｄ ｗａｓ ｃｌｏｓｅｌｙ
ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ. (４) ＳｐＬＥＡ１ ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｗａｓ ｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｎａｔｕｒａｌ ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｅａｋｅｄ ｉｎ １２ ｈ. Ａｆｔｅｒ ｒｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ ２４ ｈꎬ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｏｗｎ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ. Ｉｎ
ｓｕｍｍａｒｙꎬ ｔｈｅ ＳｐＬＥＡ１ ｇｅｎｅ ｉｓ ｌｉｋｅｌｙ ｔｏ ｂｅ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｉｎ ｍａｔｔｅｄ
ｃｕｒｌｙ ｃｙｐｒｅｓｓ. Ｔｈｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｔｔｅｄ ｃｙｐｒｅｓｓ ＳｐＬＥＡ１ ｇｅｎｅ
ｕｎｄｅｒ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｓｅｌａｇｉｎｅｌｌａ ｐｕｌｖｉｎａｔａꎬ ＳｐＬＥＡ１ꎬ ｇｅｎｅｔｉｃ ｃｌｏｎｉｎｇꎬ ｐｒｏｍｏｔｅｒ ｃｌｏｎｉｎｇꎬ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ
植物在长期进化过程中ꎬ对外界的生物胁迫 泛分布ꎬ典型代表为棉花 Ｄ￣１９、小麦 ＥＭ 蛋白、大
与非生物胁迫有系统的生理及分子响应机理ꎮ 研 麦 Ｂ１９ 蛋白等ꎮ ＬＥＡ１ 家族成员均具亲水性ꎬ各成
究报 道 指 出ꎬ 胚 胎 发 育 晚 期 丰 富 蛋 白 ( ｌａｔｅ 员之间具有亲水性极高的 ２０ 个氨基酸保守基序
ｅｍｂｒｙｏｇｅｎｅｓｉｓ ａｂｕｎｄａｎｔꎬＬＥＡ) 与植物抗逆性相关ꎬ ( ＧＧＥＴＲＫＥＱＬＧＥＥＧＹＲＥＭＧＲＫ )ꎬ 其 数 量 多 变
广泛参与植物对非生物胁迫的响应过程( 李翔ꎬ (Ｓｔａｃｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９５)ꎮ
２０１６)ꎮ ＬＥＡ 蛋白最初是在棉花种子中分离克隆 在植物中克隆目的基因的启动子能进一步系
得到的(Ｄｕｒｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９８１)ꎬ之后研究发现 ＬＥＡ 蛋 统分析基因的功能ꎮ 植物启动子是一段含有转录
白广泛存在于植物、无脊椎动物及原核生物中ꎮ 起始位点ꎬ调控基因表达的 ＤＮＡ 序列ꎬ启动子的
ＬＥＡ 基因在植物的整个发育阶段均有表达ꎬ特别 转录频率、起始方向和位点均是基因转录调控表
是在植物遭受如干旱ꎬ高温等环境胁迫时ꎬＬＥＡ 基 达的关键( Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９７ꎻ王志新等ꎬ２０１１ꎻ张曦
因在植物组织细胞中大量表达ꎬ积累丰富的 ＬＥＡ 予等ꎬ２０１９)ꎮ 启动子主要包含一些特异性的调控
蛋白以应对外界环境( Ｗｉｓｅꎬ ２００３ꎻＳｉｌｖｅｉｒａ ｅｔ ａｌ.ꎬ 基序(梅玉芹ꎬ２０１８)ꎬ在结构和功能上可以分为组
２００８)ꎮ Ｈｕｎａｕｌｔ 和 Ｊａｓｐａｒｄ(２０１０) 建立了 ＬＥＡ 蛋 成型启动子、诱导型启动子和组织特异型启动子
白数 据 库 ( Ｌａｔｅ Ｅｍｂｒｙｏｇｅｎｅｓｉｓ Ａｂｕｎｄａｎｔ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ (杨瑞娟等ꎬ２０１８)ꎮ 研究表明ꎬ诱导型启动子在外
ｄａｔａｂａｓｅꎬＬＥＡＰｄｂ)ꎬ根据 ＬＥＡ 蛋白氨基酸序列的 ８ 界环境因素发生改变时ꎬ会使基因瞬时或持续性
个保守的 ＰＦＡＭ 结构域对 ＬＥＡ 蛋白成员进行生物 上调表达( Ｄｕｒｚｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３)ꎮ Ｚｈｅｎｇ 等(２０１９)
信息学分析ꎮ 通过 ＬＥＡ 蛋白数据库确认研究中所 从卷 心 菜 中 分 离 得 到 了 一 个 非 典 型 ＬＥＡ 基 因
提取的 ＬＥＡ 蛋白的 ＰＦＡＭ 号ꎬ可以确定其所属的 ＬｐＬＥＡ 基因及其启动子序列ꎬ分析表明中 ＬｐＬＥＡ 基
ＬＥＡ 蛋白家族ꎬ为后续实验提供理论依据ꎮ ＬＥＡ１ 因的启动子中存在与非生物胁迫有关的独特顺式
(ｇｒｏｕｐ １ ｌａｔｅ￣ｅｍｂｒｙｏｇｅｎｅｓｉｓ￣ａｂｕｎｄａｎｔ ｐｒｏｔｅｉｎｓ) 是以 作用调控元件ꎬＬｐＬＥＡ 基因在不同非生物胁迫及脱
无规则结构形式存在的亲水性蛋白ꎬ在植物中广 落酸诱导下在不同部位表达量均提高ꎮ
