牡丹PsWRKY基因的克隆和表达特性分析
植物生理学报
PlantPhysiologyJournal
2015,51(10):1743~1748doi:10.13592/j.cnki.ppj.2015.03161743收稿2015-06-12修定2015-09-10资助国家自然科学基金面上项目(31471908和31372104)。*通讯作者(E-mail:zhang-yuxi@163.com;Tel:13793284502)。
牡丹PsWRKY基因的克隆和表达特性分析石红梅,战新梅,管世铭,盖树鹏,刘春英,张玉喜*青岛农业大学生命科学学院,山东省高校植物生物技术重点实验室,山东青岛266109摘要:以课题组前期454高通量测序筛选到的类WRKY基因的部分cDNA序列为基础,通过RACE扩增、测序和序列拼接获得了牡丹1091bpPsWRKY基因全长cDNA,包括5′UTR区57bp,3′UTR区92bp,编码框942bp,推测编码313个氨基酸序列。生物信息学分析结果表明PsWRKY基因推测氨基酸序列中不具有信号肽序列,暗示其不是分泌性蛋白;在氨基酸序列中存在核定位信号,与亚细胞定位预测结果相一致,这与其作为转录因子行使功能相关。与其他已知植物的WRKY蛋白的同源性分析结果表明牡丹PsWRKY与葡萄VvWRKY的同源性最高,为54%。实时定量PCR分析PsWRKY基因的表达特性结果显示PsWRKY基因在初花期牡丹的叶片和心皮中转录水平较高。在人工低温处理的牡丹花芽的休眠解除过程中,Ps-WRKY基因受低温诱导,且转录水平在整个休眠进程中呈上调表达趋势。研究结果为进一步解析牡丹花芽的休眠解除的分子机制提供理论依据。关键词:PsWRKY;RACE;生物信息学分析;表达特性CloningandExpressionPatternAnalysisofPsWRKYinTreePeony(Paeoniasuffruticosa)SHIHong-Mei,ZHANXin-Mei,GUANShi-Ming,GAIShu-Peng,LIUChun-Ying,ZHANGYu-Xi*KeyLabofPlantBiotechnologyinUniversitiesofShandongProvince,CollegeofLifeSciences,QingdaoAgriculturalUniversity,Qingdao,Shandong266109,ChinaAbstract:Inthisstudy,basedonthepartialcDNAsequenceintreepeonyobtainedby454high-throughputse-quencing,1091bpPsWRKYfull-lengthcDNAsequencewasobtainedusingRACEamplication,including57bp5′UTR,92bp3′UTR.Thecodingfameof942bpencoded313aminoacids.TheresultsofbioinformaticsanalysisindicatedthatPsWRKYhasnosignalpeptide,whichsuggestedthatitwasnotasecretedprotein.NLSwasfoundexistinginthePsWRKYproteinsequence,whichwasconsistentwiththatofthepredictionofsub-cellularlocalization.TheresultofhomologyanalysisindicatedthatthesimilaritybetweenthePsWRKYandVvWRKYwashighestwiththatof54%.Theexpressionpatternswereanalyzedbyusingreal-timequantitativePCR,andtheresultsshowedthatthetranscriptlevelofPsWRKYattheearlystageofoweringinleafandcar-pelwerethehighest.Duringthewholeprocessofdormancyreleaseafterchillingtreatments,PsWRKYwasin-ducedbylowtemperature,anditstranscriptwasup-regulated.Allresultswouldprovidetheoreticalbasisforfurtheranalysisthemolecularmechanismofdormancyreleaseintreepeony.Keywords:PsWRKY;RACE;bioinformaticsanalysis;expressionpatternWRKY转录因子是近年来在植物中发现的新的转录调控因子,因其N端都至少含有1个WRKY结构域而得名(Eulgem等2000)。WRKY基因参与植物生长发育、衰老和多种代谢途径,并且在调控生物和非生物胁迫过程中起着重要作用(Lagacé和Matton2004)。目前已经从棉花(Xu等2004)、拟南芥(Dong等2003)、油菜(Yang等2009)、橡胶树(Wang等2013)、杨树(He等2012)和葡萄(Guo等2014)等多种植物中克隆得到WRKY基因。到目前国内外尚没有关于牡丹WRKY转录因子的研究报道。牡丹,芍药科、芍药属的落叶小灌木,因其丰富的花型、花色被誉为“花中之王”。本课题组Gai等(2012,2013)通过454测序得到了15284个uni-gene,通过芯片分析筛选到差异表达的转录因子176个,其中包括WRKY转录因子。宋燕春(2013)利用差减文库研究梨花芽休眠解除相关基因,也筛选到了WRKY转录因子。本研究在此基础上,
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