文献类型： 中文期刊

作者： 宋奇琦 ¹ ; 张小秋 ¹ ; 宋修鹏 ¹ ; 颜梅新 ¹ ; 王泽平 ¹ ; 雷敬超 ¹ ; 黄冬梅 ¹ ; 李秋芳 ¹ ; 梁永检 ¹ ;

作者机构： 1.广西壮族自治区亚热带作物研究所;广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所中国农业科学院甘蔗研究中心农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室;广西南亚热带农业科学研究所

关键词： 甘蔗;HSP20;基因克隆;原核表达;逆境胁迫

期刊名称： 植物生理学报

ISSN： 2095-1108

年卷期： 2022 年 02 期

页码： 371-380

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 热激蛋白(HSP)以分子伴侣形式参与蛋白质组装、折叠、跨膜传导等生物过程,可以提高植物对多种逆境胁迫的耐受性。我们前期通过转录组测序技术(RNA-seq)研究发现甘蔗(Saccharum officinarum)HSP20基因在宿根矮化病菌(Leifsonia xyli subsp. xyli, Lxx)诱导下差异表达。为了探讨HSP20基因与甘蔗抗逆性的关系,本研究从甘蔗品种‘Badila’中克隆了HSP20基因,分析了甘蔗HSP20蛋白原核表达诱导条件以及HSP20基因在不同非生物胁迫[4°C (低温)、聚乙二醇(PEG;干旱)、NaCl (高盐)]及脱落酸(ABA)处理下的诱导表达情况。结果表明,甘蔗HSP20基因(GenBank登记号:MZ220548)全长735 bp,编码244个氨基酸,与高粱(Sorghum bicolor)亲缘关系最近;该基因编码蛋白分子质量为26.79 kDa,有较好的脂溶性,为不稳定亲水蛋白,且亚细胞定位预测HSP20蛋白位于叶绿体。HSP20蛋白在大肠杆菌(Escherichia coli)感受态Transetta (DE3)中诱导表达效果好于大肠杆菌感受态BL21 (DE3),使用0.05 mmol·L-1异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)在28°C下诱导4 h,即可获得较好的诱导表达效果。实时荧光定量PCR (RT-qPCR)分析表明,低温、干旱、高盐胁迫和脱落酸处理均能诱导甘蔗茎、叶中HSP20基因表达,茎、叶中HSP20基因通过不同表达模式响应这些非生物胁迫以及ABA处理,说明甘蔗HSP20基因在响应逆境胁迫中有重要作用。研究结果为甘蔗HSP20基因生物学功能研究以及甘蔗多重抗逆性研究提供参考。