研究论文
于依然1, 2, 王芮鑫1, 2, 曹正平1, 2, 王喜涛3, 曹嘉健1, 2, 王春华1, 2, 杜亚琳1, 2
摘 要:基于黄瓜(Cucumis sativus L.)小叶突变体cpa1 与野生型(WT)的转录组差异表达分析,发现MADS-box 转录因子基因CsAGL62b(CsaV3_3G045410)在cpa1 突变体中的表达显著下调。已知cpa1 突变体的目标基因为CsHLS1,其编码蛋白的同源基因在植物顶端弯钩发育及逆境胁迫响应中发挥重要调控作用。为进一步解析CsAGL62b 的功能,以黄瓜野生型(WT)为材料,利用RT-PCR 技术克隆获得了CsAGL62b 基因全长序列。生物信息学分析表明,该基因编码蛋白含225 个氨基酸,具有典型的MADS 结构域;系统进化分析显示其与甜瓜CmAGL62b 亲缘关系最近。启动子顺式作用元件预测发现其包含光信号与多种植物激素〔茉莉酸甲酯(MeJA)、赤霉素(GA)、水杨酸〕的相关元件。基因表达模式分析结果表明,CsAGL62b 在根部表达量最高,其次在侧芽和叶片中高表达。此外,该基因在弱根中的表达量显著高于其他根系类型;其在根系成熟区可响应外源GA 与脱落酸(ABA)的诱导,诱导后基因表达水平显著上调;同时,幼苗叶片中的CsAGL62b 对ABA 表现出快速响应并上调表达,在ABA 处理6 h 后表达量达到峰值。逆境胁迫试验结果表明,CsAGL62b 基因的表达在干旱、盐、高温胁迫中均表现出先升后降的趋势;在低温处理下,该基因的表达量显著下调,表明CsAGL62b 可能在多种非生物胁迫响应过程中发挥重要作用。综上,本研究首次系统解析了黄瓜CsAGL62b 的分子特征,也为进一步阐明该基因在黄瓜根系生长发育及抗逆过程中的生物学功能奠定了坚实的分子基础。