农业生物技术学报

作者：刘栩铭, 李敏, 张曼, 霍红雁, 何智彪, 张继星, 王晓宇

单位：1 内蒙古民族大学 生命科学与食品学院,通辽 028000; 2 内蒙古民族大学 科尔沁植物逆境生物学研究所,通辽 028000; 3 内蒙古民族大学 农学院,通辽 028000; 4 白城市农业科学院,白城 137000; 5 通辽市农业科学研究院,通辽 028000; 6 内蒙古自治区高校蓖麻产业工程技术研究中心/内蒙古自治区蓖麻育种重点实验室/内蒙古自治区蓖麻产业协同创新培育中心,通辽 028000

关键词：蓖麻,蓖麻质膜内源蛋白基因(RcPIPs),冷胁迫,表达分析,

基金：国家自然科学基金(31701467; 31760399); 内蒙古自治区高校“青年科技英才支持计划”(NJYT-20-B25); 国家服务特殊需求蒙药学博士点建设专项开放基金(MDMYBJ2019008); 内蒙古民族大学博士科研启动资金(BS398); 内蒙古民族大学自治区科技储备项目(2018NDCB05-3)

植物水通道蛋白参与水分快速跨膜运输、调节植物体内的养分转运、种子萌发、侧根生长等多种生理过程。本研究以蓖麻(Ricinus communis)自交系'通蓖5号'叶片为材料,设计特异性引物,采用RT-PCR技术成功克隆3个水通道蛋白基因的开放阅读框(ORFs),分别命名为蓖麻质膜内源蛋白基因1;3 (Ricinus communis plasma membrane intrinsic proteins genes 1;3, RcPIP1;3)(GenBank No. MT068547)、RcPIP2;1 (GenBank No. MT068546)和RcPIP2;2 (GenBank No. MT068545)。生物信息学分析表明3个基因均包含4个外显子和3个内含子,编码蛋白含有6个跨膜螺旋和主要内源蛋白(major intrinsic proteins, MIPs)超家族特有的2个NPA (Asn-Pro-Ala)基序。多重序列比对表明RcPIP1;3与杨树(Populus tremula) PtPIP1;3的相似性高达92.36%;RcPIP2;1、RcPIP2;2分别与PtPIP2;1、PtPIP2;2的相似性高达87.80%、89.58%。进化树分析结果表明,RcPIP1;3属于PIP1类亚家族蛋白成员,RcPIP2;1与RcPIP2;2均为PIP2类亚家族蛋白成员。启动子区序列分析表明,3个基因具有响应激素诱导与环境胁迫的顺式作用元件,暗示其具有调节生长发育、适应环境胁迫的潜在功能。qRT-PCR分析发现RcPIP1;3、RcPIP2;2受冷胁迫上调表达,RcPIPP2;1受冷胁迫下调表达,表明3个基因在响应冷胁迫下可能存在拮抗调控模式。本研究为探索RcPIPs介导的冷适应性调控过程提供了重要依据。

来源：2020年第10期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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