苹果磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶基因（PEPCKs）的克隆与表达分析

摘要：

【目的】克隆苹果（Malus×domestica Borkh.）多个代谢途径中的关键酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶（phosphoenolpyruvate carboxykinase，PEPCK）基因MdPCKs，研究其在不同组织器官及不同胁迫处理条件下的表达特性，为解析该基因在多个代谢途径中的功能奠定基础。【方法】利用同源比对和RT-PCR技术，克隆获得MdPCK1和MdPCK2全长cDNA序列并进行生物信息学分析；克隆MdPCKs的启动子序列，利用PlantCARE软件在线分析启动子上的顺式作用元件；采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测MdPCKs在不同组织中的表达以及在水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）、脱落酸（ABA）、模拟干旱（PEG）、高温（40℃）和低温（8℃）处理条件下的表达特性。【结果】获得2个苹果磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶基因（MdPCK1和MdPCK2；GenBank登录号分别为KT454964和KT454965），其开放阅读框（open reading frame，ORF）分别为2001 bp和2028 bp，分别编码666和675个氨基酸残基；基因结构和进化分析表明，MdPCK1和MdPCK2均由12个外显子组成，且序列结构进化高度保守；氨基酸序列和结构分析显示，二者均含有保守的PEPCK ATP domain区域；启动子分析显示，MdPCK1和MdPCK2启动子区域含有多个顺式作用元件，包括光响应元件、昼夜节律相关顺式作用元件、JA响应元件、SA响应元件、ABA响应元件、防御及逆境响应元件、低温响应元件和热激响应元件等；qRT-PCR结果显示，MdPCKs在被检测的组织中均有表达。在‘泰山嘎啦’苹果果实不同发育阶段，MdPCK1和MdPCK2具有相似的表达模式。在多种非生物胁迫处理下，MdPCK1受到100μmol·L-1 ABA和100 g·L-1 PEG胁迫诱导；MdPCK2受到150μmol·L-1 SA、100μmol·L-1 ABA、100 g·L-1 PEG和低温胁迫诱导。【结论】MdPCK1和MdPCK2属于植物PEPCK家族，非生物逆境胁迫可诱导MdPCK1和MdPCK2表达。

关键词：苹果、磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶、序列分析、胁迫诱导、表达分析

所属期刊栏目：49

分类号：S43;S81

在线出版日期：2016-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：199-210