农业生物技术学报

作者：凌秋平, 吴嘉云, 杨湛端, 周文灵, 黄莹, 李奇伟, 曾巧英

单位：广东省生物工程研究所(广州甘蔗糖业研究所)/广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室/广东省甘蔗改良工程中心,广州 510316

关键词：甘蔗,类钙调磷酸酶B亚基蛋白(CBL),基因克隆,生物信息学分析,基因表达分析,

基金：广东省科技计划项目(No.2017A030303048,No.2017B030314123,No.2014A030304027和No.2015A030302030)、国家现代农业产业技术体系糖料作物专项(CARS-170203)和广东省科学院实施创新驱动发展能力建设专项(No.2017GDASCX-0105)

类钙调磷酸酶B亚基蛋白(calcineurin B-like, CBL)作为一种特殊的钙感受器在植物逆境胁迫响应过程中发挥重要作用。甘蔗(Saccharum spp.)是我国最主要的糖料作物和能源作物。根据甘蔗前期转录组测序结果,采用反转录PCR (reverse transcription-PCR, RT-PCR)从低钾胁迫甘蔗根系中克隆得到CBL基因,命名为SsCBL4 (GenBank No. KY674 987.1)。该基因包含1个长度为636 bp的开放阅读框,可编码211个氨基酸。SsCBL4蛋白的相对分子量为23.97 903 kD,等电点为4.88,含有2个保守结构域,均与Ca2+结合相关。同时,SsCBL4具有CBL家族典型的EF-hand (elongation factor hand)结构域,并且含有N-豆蔻酰化结构域和与CBL互作激酶蛋白(CBL-interacting protein kinase, CIPK)互作的FPSF位点。同源性分析结果显示,SsCBL4与高粱(Sorghum bicolor)、玉米(Zea mays)、水稻(Oryza sativa)和小麦(Triticum aestivum)等作物的CBL4序列有较高一致性。qPCR检测结果显示,在低氮、低磷、低钾、干旱和盐胁迫下SsCBL4基因的表达均有发生改变。其中,低钾、干旱和盐胁迫条件下,该基因表达均为上调。低氮和低磷胁迫条件下,SsCBL4的表达量表现上下波动的变化趋势,在96 h表达量均达到最高点,随后显著下降;低钾处理8~48 h,SsCBL4基因相对表达量随着时间的延长逐渐下降;干旱胁迫8、24和96 h,该基因的相对表达量相对较高,96 h表达量达到最高,约为对照的20.5倍;盐胁迫24~96 h,表达量随着胁迫时间的延长相对表达量逐渐升高,96 h该基因表达量达到最高,约为对照的9.1倍。这些结果说明SsCBL4基因可能在不同逆境胁迫中发挥重要作用,该研究为深入研究SsCBL4抗逆功能和相关分子机制提供参考。

来源：2019年第8期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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