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上海交通大学学报(农业科学版)  2016, Vol. 34 Issue (1): 57-62    DOI: 10.3969/J.ISSN.1671-9964.2016.01.010
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茄子抗逆相关基因SmDREB3的克隆和表达分析
刘新宇, 葛海燕, 刘杨, 韩洪强, 陈火英()
上海交通大学农业与生物学院, 上海, 200240
Cloning and Expression Analysis of smDREB3 Related to Stress Tolerance in Eggplant(Solanum melongena L.)
Xin-yu LIU, Hai-yan GE, Yang LIU, Hong-qiang HAN, Huo-ying CHEN
School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China
全文: PDF(1699 KB)   HTML
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摘要 

DREB (dehydration responsive element binding protein)基因在植物非生物胁迫的应激反应中具有非常重要的作用, 本研究运用同源克隆的方法从‘YZ-14’紫茄品种中分离克隆得到了一个DREB基因, 因其与番茄和马铃薯中DREB3基因的相似度很高, 所以命名为SmDREB3。SmDREB3基因的cDNA全长为887 bp, 开放阅读框(ORF)长度为777 bp, 可以编码一个含有259个氨基酸的蛋白, 与同科作物马铃薯中DREB基因序列的相似性高达90%, 与番茄中DREB基因序列的相似性也能达到88%。成熟蛋白等电点为6.39, 分子量为28.665 kDa。RT-qPCR实验结果表明, SmDREB 基因在紫茄的各个组织中都会表达, 但表达水平具有组织特异性, 其在果皮中的表达量最高, 其次为叶和果肉, 而在根、花和茎中的表达量相对较低。本研究为深入研究茄子的抗逆机制以及培育抗逆茄子新品种方面提供了理论基础。

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刘新宇
葛海燕
刘杨
韩洪强
陈火英
关键词 茄子DREB3基因克隆表达分析    
Abstract

DREB has an important role in stress signal transduction pathways in plants.A cDNA fragment, named SmDREB3, was isolated from ‘YZ-14’ eggplant species using homology-based cloning method.The full length of cDNA of SmDREB is 887 bp, and the ORF is 777 bp, encoding 259 amino acids.It had 90% homologies with the sequence of potato and 88% homologies with the sequence of tomato. The mature protein isoelectric point was at pH 6.39 and molecular weight was 28.665 kDa.RT-qPCR analysis indicated that SmDREB3 was expressed in all organs.However, the expression level of SmDREB3 was tissue-specific.It expressed highest in the pericarp, followed by the leaf and sarcocarp, while it expressed relatively low in roots, stems and flowers.This study provides the theoretical basis for further researches on resilience mechanisms and cultivating new varieties that resist adverse environment.

Key wordseggplants    DREB3 gene    cloning    expression analysis
收稿日期: 2015-01-07      出版日期: 2016-03-08
基金资助:国家自然科学基金项目(31471870);国家青年科学基因项目(31301770);上海市科技兴农项目[沪农科攻字(2013)第5 号]
作者简介:

作者简介:刘新宇(1989-), 硕士生; 研究方向:蔬菜种质资源;

通讯作者: 陈火英(1962-), 女, 博士, 教授, 研究方向: 蔬菜种质资源.E-mail:chhy@sjtu.edn.cn

引用本文:   
刘新宇, 葛海燕, 刘杨, 韩洪强, 陈火英. 茄子抗逆相关基因SmDREB3的克隆和表达分析[J]. 上海交通大学学报(农业科学版), 2016, 34(1): 57-62.
Xin-yu LIU, Hai-yan GE, Yang LIU, Hong-qiang HAN, Huo-ying CHEN. Cloning and Expression Analysis of smDREB3 Related to Stress Tolerance in Eggplant(Solanum melongena L.). Journal of Shanghai Jiaotong University (Agricultural Sciences), 2016, 34(1): 57-62.
链接本文:  
http://www.qk.sjtu.edu.cn/jsjtua/CN/10.3969/J.ISSN.1671-9964.2016.01.010      或      http://www.qk.sjtu.edu.cn/jsjtua/CN/Y2016/V34/I1/57
引物名称
Prime name
引物序列(5’-3’)
Prime sequence(5’-3’)
SmDREB3-F ATGAATTCCCAAATCTTTTCA
SmDREB3-R TTATAGAGAGGCCCAATCAAT
SmAction-F TTCCTTGTATGCTAGTGGTCGTACAA
SmAction-R CTCAGCACCAATGGTAATAACTTGTCC
SmDREB3-RT-F GAGCAAGGTGACAGAAGTTGG
SmDREB3-RT-R TCCGCCATGTCCCAAGTAGA
Tab.1  本实验所用引物名称及序列
Fig.2  SmDREB3基因全长cDNA顺序及相应的氨基酸顺序

ATG:起始密码子; TAA; 终止密码子

Fig.1  SmDERB3基因的克隆(a)及PCR鉴定大肠杆菌DH5α转化子(b)

SmDERB3:SmDERB3基因cDNA全长; 1~4:SmDERB3基因全长DH5α转化子的PCR产物; M:DL 2 000 Marker

参数
Parameter
TMHs数量
Number
of TMHs
TMHs中AAs
数目Number of
AAs in TMHs
60AAs期望值
Exp number
first 60 AAs
细胞质侧
预测值
N-in
数值 0 0.00157 0.00134 0.01928
Tab.2  TMHMM软件跨膜分析结果
Location weights
定位权重
LocDB PotLocDB Neural
Nets
Pentamers Integral
细胞核
Nuclear
0.0 5.0 0.00 0.80 7.93
质膜
Plasma embrane
0.0 0.0 0.96 0.00 1.44
胞外
Extracellular
0.0 0.0 0.96 0.75 0.02
胞质
Cytoplasmic
0.0 0.0 0.00 2.54 0.02
线粒体
Mitochondrial
0.0 0.0 0.00 0.88 0.00
内质网
Endoplasm.retic.
0.0 0.0 0.00 0.40 0.00
过氧化物酶体
Peroxisomal
0.0 0.0 0.96 0.00 0.17
高尔基体
Golgi
0.0 0.0 0.11 0.21 0.00
叶绿体
Chloroplast
0.0 0.0 0.00 0.00 0.00
液泡
Vacuolar
0.0 0.0 0.00 0.01 0.42
Tab.3  SmDREB3蛋白亚细胞定位结果
Fig.3  不同物种的SmDREB3基因进化树

Solanum melongena:茄子; Solanum lycopersicum:番茄; Solanum tuberosum:马铃薯; Glycine max:大豆; Sophora moorcroftiana:砂生槐; Leymus chinensis:羊草; Triticum aestivum:小麦; Vitis amurensis:葡萄; Morus notabilis:川桑; Populus trichocarpa:三角叶杨

Fig.4  SmDREB3蛋白的二级结构

注: h, α螺旋; t, β转角; c, 无规则卷曲; e, 延伸带

Fig.5  SmDREB3蛋白的结构域
Fig.6  SmDREB3在茄子植株不同组织的相对表达量

注: 不同字母表示差异的显著性(a、b、c)(P≤0.05)

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