玉米逆境响应基因ZmGST23克隆和表达分析

来源 :农业生物技术学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:learn_vb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)是植物抗氧化系统的重要成员,在初生代谢、次生代谢、细胞信号转导及逆境响应等生物学过程中发挥着重要作用。本研究以Gen Bank中公布的玉米谷胱甘肽-S-转移酶23基因(ZmGST23)m RNA序列(Gen Bank登录号:NM_001111524)为依据,采用RT-PCR方法从玉米(Zea mays)自交系F83中克隆得到ZmGST23基因669 bp的完整开放阅读框(open reading frame,ORF),编码222个氨基酸,蛋白分子量为24.84 k D,理论等电点为5.68。保守结构域分析表明,该基因具有GSTs所特有的N端及C端结构域,并含有典型的G位点及H位点,属于Tau类谷胱甘肽硫转移酶。系统进化分析表明,ZmGST23编码蛋白与高粱(Sorghum bicolor)GST蛋白亲缘关系最近,且在不同物种间存在明显的种属特性。启动子序列分析结果显示,ZmGST23基因启动子区含有多个响应逆境及植物激素的作用元件,包括脱落酸(abscisic acid,ABA)响应元件、生长素(auxin,IAA)响应元件、赤霉素(gibberellin,GA)响应元件、厌氧响应元件、防御及逆境响应元件以及干旱诱导的MYB转录因子(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog,MYB)结合位点。胁迫诱导表达分析表明,ZmGST23的表达显著受干旱脱水、水涝、盐、ABA、IAA、GA、低温及高温等非生物胁迫的诱导。组织特异性表达分析表明,ZmGST23基因在幼芽和成熟叶片中表达量较高,在幼根、花丝、苞叶、雌穗及雄穗中表达量较低,存在明显的组织特异性。将ZmGST23基因片段连接至原核表达载体p EASY-E1中,转化大肠杆菌(Escherichia coli)BL21,用0.5 mmol/L的异丙基硫代半乳糖苷(isopropylβ-D-1-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导表达1~4 h后获得30 k D的诱导蛋白。本研究结果为进一步利用该基因进行玉米抗性改良提供了一定的理论依据。 Glutathione-S-transferases (GSTs) are important members of antioxidant systems in plants and play an important role in biological processes such as primary metabolism, secondary metabolism, cell signaling and stress response . In this study, the maize glutathione-S-transferase 23 (ZmGST23) m RNA sequence (Gen Bank Accession No. NM_001111524) published in Gen Bank was used as a marker for selfing from Zea mays The complete open reading frame (ORF) of ZmGST23 gene was cloned from F83, encoding a 222 amino acid protein with a molecular weight of 24.84 kD and a theoretical isoelectric point of 5.68. Conserved domain analysis showed that the gene has the N-terminal and C-terminal GTP-specific domains, and contains typical G sites and H sites, belonging to the Tau glutathione S-transferase. Phylogenetic analysis showed that the ZmGST23 protein was the closest to Sorghum bicolor GST protein and had obvious species characteristics among different species. Promoter sequence analysis showed that the promoter region of ZmGST23 gene contained multiple response elements and plant hormones, including abscisic acid (ABA) response element, auxin (IAA) response element, gibberellin gibberellin, GA) response elements, anaerobic response elements, defense and stress response elements, and the v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog (MYB) binding sites. Stress induced expression analysis showed that the expression of ZmGST23 was significantly induced by abiotic dehydration, waterlogging, salt, ABA, IAA, GA, low temperature and high temperature. Tissue-specific expression analysis showed that the expression level of ZmGST23 gene was higher in young shoots and mature leaves, and lower in young shoots, filaments, bract, ear and tassel. There was obvious tissue specificity. The ZmGST23 gene fragment was ligated into prokaryotic expression vector pEASY-E1, transformed into Escherichia coli BL21 and induced with 0.5 mmol / L isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) After 1 to 4 h of expression, a 30 kD induced protein was obtained. The results of this study provide some theoretical basis for further utilization of the gene for improvement of maize resistance.
其他文献
1983年,飘着油墨清香的首期《印刷机械》 (《今日印刷》的前身)面世.日月轮转,时光荏苒.而今,《今日印刷》已迈过了整整30年的如歌岁月.rn30年,在中国印刷技术发展悠久的历史
在国内外已对中国消费结构进行了大量研究的情况下,希望能对未来四、五十年,即第三个战略目标实现过程中的中国消费结构转变特征进行探索.由于这个过程时间跨度大,社会经济结
在《今日印刷》创刊30周年之际,表示热烈祝贺!并向所有关心和支持《今日印刷》成长进步的各界人士表示衷心的感谢!rn30年的历史印迹.30年的风雨征程,《今日印刷》伴随着改革
在网关板卡(网卡)中每一个信道都需要消除回声,这个问题对于每个有电话使用经验的用户来说都是很容易理解的,也是网关中决定话音质量的唯一要素.网际协议网上话音(Voice over
随着教育改革在我国教育领域有效实施,我国职业院校教学模式发生了极大的改变,多数院校基于教育改革的背景下不断创新教学模式,并且获得了相对较好的教学效果。近年来,很多职
短消息服务功能是中国电信GSM全球通数字移动电话网提供的众多服务功能之一,它的主要特点是将手机的通话功能和寻呼机的寻呼功能合二为一,利用手机发送和接收各种信息。通过
在当代,企业快速的发展,进而对财务管理提出了高的要求。因此新会计准则便在这样的背景下应运而生了,而在这一准则下的财务管理尚不完善,依然存在一定问题。本文主要就新会计
我们熟悉的存储器器件有随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种。随机存取存储器是易失性存储器,即在存储器断电后,其所存的数据会全部丢失。但是,RAM的读写速度快,通常
从机械式电表转向电子电表是全球的发展趋势,因为电子系统可为住宅和工业电表制造商提供更低的成本、更高的可靠性,以及改进的监控特性.Cirrus Logic新近推出的两款新型模数
花卉产业增长方式,决定了云南花卉产业的是否可持续发展。而花卉产业的增长方式,不仅是花卉产业各环节包括科研育种、种植、物流、贸易、深加工、配套产业及相应服务体系等的增