紫花苜蓿MsMATE1基因克隆及其抵御铁胁迫功能的鉴定

摘要：

多药和有毒化合物外排转运蛋白MATE能转运金属、激素、次生代谢物等多种底物,因而在植物的生长发育中发挥重要作用.本研究基于紫花苜蓿(Medicago sativaL.)基因组数据和缺铁胁迫的转录组数据,克隆获得紫花苜蓿Ms MA TE1及pMsMATE1启动子(GenBank登录号分别为MN547958和MT505313).Ms MA TE1基因长1470bp,编码489个氨基酸.系统进化分析表明,紫花苜蓿MsMATE1蛋白属于mate家族,与蒺藜苜蓿MtMATE(XP013453190.1)亲缘关系最近.生物信息学分析表明,MsMATE1具有典型的MATE like超家族结构域,属于H+势驱动的真核亚类;MsMATE1为跨膜蛋白,二级结构的主要构成元件是0α螺旋.pMsMATE1启动子长1598bp,序列分析显示内含多个植物激素和逆境胁迫响应元件.MsMA TE1在紫花苜蓿幼苗的根茎叶中都有表达,茎中的表达量最高.高铁和缺铁胁迫下,Ms MA TE1基因在紫花苜蓿幼苗各部位的表达显著上调,茎中上调最明显.高铁和缺铁胁迫,转Ms MA TE1基因烟草的3种抗氧化酶活性、叶绿素和可溶性蛋白含量显著增加,丙二醛含量显著降低.以上结果表明,Ms MA TE1在烟草中的异源表达提高了植物抵御高铁和缺铁胁迫的能力.Ms MA TE1可以作为应用基因工程方法改良植物铁胁迫耐受的重要候选基因,本研究为深入了解MsMATE1蛋白在植物响应铁胁迫中的分子机制奠定基础,MsMATE1基因应对其他金属胁迫或环境胁迫的功能有待于进一步鉴定.

关键词：紫花苜蓿、Ms MA TE1、基因克隆、高铁胁迫、缺铁胁迫

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资助基金：国家转基因生物新品种培育重大专项;林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学开放基金;哈尔滨市科技局青年后备人才项目

在线出版日期：2021-04-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：512-520