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枸杞异分支酸合酶基因的克隆及其在蚜虫取食下的表达特性分析
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作者 王丽娟 徐惠娟 +4 位作者 杨亚珺 兰卉泽 王婷婷 马婷 高媛媛 《基因组学与应用生物学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2801-2809,共9页
水杨酸(salicylic acid,SA)是植物防御反应过程中的关键信号分子,异分支酸途径是SA合成的主要途径。异分支酸合酶(isochorismate synthase,ICS)是该途径的限速酶,催化分支酸变构为异分支酸,再经丙酮酸裂解酶的催化分解形成水杨酸。本研... 水杨酸(salicylic acid,SA)是植物防御反应过程中的关键信号分子,异分支酸途径是SA合成的主要途径。异分支酸合酶(isochorismate synthase,ICS)是该途径的限速酶,催化分支酸变构为异分支酸,再经丙酮酸裂解酶的催化分解形成水杨酸。本研究以宁夏枸杞(Lycium barbarum)叶片为材料,利用cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNAends,RACE)技术克隆枸杞ICS基因,利用Blastn和Blastp进行核酸和氨基酸序列相似性分析同时构建进化树;利用ExPaSy在线分析预测蛋白质二级结构与构建3D结构模型;利用荧光定量qPCR测定LbICS在枸杞不同组织器官中的表达特性,进一步分析蚜虫取食枸杞叶片过程中LbICS表达谱与水杨酸合成的关系。结果显示:枸杞LbICS基因(GenBank登录号为MK457455)开放阅读框1731 bp,编码577个氨基酸,具有多个磷酸化位点,构建的蛋白质3D模型为一个紧凑的球状结构。经Signal P4.0 Server等(在线软件)分析发现LbICS蛋白含有典型的保守分支酸结合结构域,N端含有一条37个氨基酸残基组成的叶绿体跨膜信号肽,与辣椒(Capsicum annuum XM_016722852)ICS相似度最高,其次与烟草(Nicotiana sylvestris XM_019374845)ICS、牵牛花(Ipomoea nil XM_019342500)ICS、橙子(Citrus sinensis XM_00647-6586)ICS等亲缘关系较近。RT-qPCR结果显示,LbICS在枸杞不同的器官中表达具有组织特异性,受外源SA诱导表达,在叶中的表达量最高,茎次之,根中表达量最低;枸杞叶片被蚜虫取食后1~3 d LbICS表达逐渐升高,3 d时达到最大值,取食后5~7 d逐渐降低,其表达变化模式与蚜虫取食后叶片SA含量变化趋势一致。以上结果表明蚜虫取食下LbICS调控枸杞SA合成,研究结果对于阐明SA在枸杞中的合成途径及枸杞LbICS的生理功能具有重要意义。 展开更多
关键词 枸杞 异分支酸合酶 表达模式 水杨酸 蚜虫取食
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