葡萄ACS家族基因的克隆及表达分析

来源 :辽宁师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chu573346412
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在植物的生长发育过程中会遭受各种生物或非生物的逆境因子侵袭,如:干旱、03、SO2、低温、高盐及病原菌等。上述逆境因素严重影响植物的生长,会导致作物经济效益的降低(作物产量、品质降低或花期缩短等)。随着可耕种土地面积急剧减少、臭氧层破坏、酸雨和全球气温变暖等影响,作为世界上重要的经济和园艺作物—葡萄,其栽培面临着巨大的挑战。大部分葡萄栽培品种易被病毒、细菌和真菌感染,抵抗和耐受各种不良环境的能力较差,因此培育葡萄抗逆新品种已经成为解决上述问题的有效途径之一。1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase,ACS)作为乙烯合成过程中关键的限速酶,能够催化S-腺苷蛋氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)转化为乙烯直接前体1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid,ACC)。而乙烯在种子萌发、叶片和花的脱落、果实成熟、细胞延长、创伤和病原菌侵染响应等从植物种子萌发到果实成熟直至植株衰老的一系列生命过程中都起到重要的作用。所以对ACS基因及其编码的ACS的研究具有深远的意义。本实验利用NCBI等数据库搜索得到的8个VvACS基因翻译后的氨基酸序列,进行保守结构域分析。结果表明:该8个VvACS基因均具有AAT-like保守结构域。将这8个VvACS基因与已确定的番茄的9个ACS基因和拟南芥的11个ACS基因进行比对,并建立系统发生树。结果显示:这8个VvACS基因与已确定的番茄的9个ACS基因和拟南芥的11个ACS基因具有不同程度的相似性,为进一步定性研究1VvACS基因奠定了基础。磷酸化分析显示:上述8个VvACS均在丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸处有多处磷酸化修饰位点,多处磷酸化修饰位点的存在也说明了VvACS在翻译后修饰阶段易被磷酸化,完成折叠形成有效的三维构象,运输到特定部位发挥其作用;利用改良SDS法提取葡萄总RNA,并利用上述VvACS基因核苷酸序列进行引物设计,克隆得到VvACSl、 VvACS5、VvACS7、VvACS84个基因;利用荧光实时定量PCR对VvACS5和VvACS8在外源乙烯、水杨酸和伤害诱导条件下基因相对表达量进行研究,发现外源乙烯会抑制VvACS5和VvACS8的表达、水杨酸和伤害处理对VvACS5和VvACS8的表达都有不同程度的促进作用,这一结果的发现为后续构建基因超表达载体和进一步研究VvACS基因奠定理论基础。
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