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棉花盐胁迫应答基因GhSnRK2.6的克隆及生物信息学分析

苏莹  张曦  甄军波  康定明  华金平  
【摘要】:棉花是世界上重要的经济作物,具有一定的耐盐性。我国盐碱地面积逐渐增加,盐碱地植棉面积也在增长。土壤盐害严重影响棉花的生长发育和产量提高,因此,克隆棉花盐胁迫应答相关基因,研究棉花耐盐机理,对于培育棉花耐盐品种(系),提高盐胁迫条件下棉花产量有着重要的意义。本实验室构建了陆地棉"中G5"根系盐胁迫抑制性差减杂交文库(SSH),基于文库表达量的分析,初步确定了若干盐胁迫条件下差异表达的基因。本研究利用电子克隆方法,从陆地棉根系盐胁迫抑制性差减杂交文库(SSH)克隆得到1个新的陆地棉丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因,命名为GhSnRK2.6。GhSnRK2.6基因组DNA序列全长为3055bp,cDNA序列全长为1767bp,其中5'UTR长度为309bp,3'UTR长度为369bp,开放阅读框全长为1086bp,编码361个氨基酸,分子量为41kD。GhSnRK2.6基因的cDNA序列与基因组DNA序列的比对结果,表明GhSnRK2.6基因具有9个外显子和8个内含子。氨基酸序列分析结果表明,GhSnRK2.6与AtSnRK2.6的同源性达到82%,与ZmSnRK2.6和OsSARK6的同源性分别是58%和60%。运用SMART软件分析GhSnRK2.6蛋白质结构功能域,表明GhSnRK2.6与其它物种同源基因的蛋白结构相同,包括一个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶催化域(S_TKc)。通过对Gh-SnRK2.6潜在的磷酸化位点进行预测,结果表明GhSnRK2.6有10个丝氨酸位点、3个苏氨酸位点和4个酪氨酸位点,这些潜在的磷酸化位点大都位于基因的激酶区,可能对于蛋白激酶的结构和功能有很重要的作用。利用软件对GhSnRK2.6的亚细胞定位情况进行预测,表明GhSnRK2.6可能定位于细胞核。RT-PCR分析表明,GhSnRK2.6在根、茎、叶等组织中均有表达;并且在盐胁迫处理下,GhSnRK2.6在各组织中的表达呈明显上调趋势。通过构建超表达载体,转化野生型拟南芥、烟草和棉花,验证GhSnRK2.6基因的功能。目前已经得到拟南芥T1代转基因阳性植株,为后续功能验证打下了基础。

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