白桦BpGT14基因表达模式及对非生物胁迫诱导的响应

The expression patterns of BpGT14 gene in Betula platypylla Suk. and the response to biotic stress

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摘要为了揭示BpGT14基因的分子结构特征，明确糖基转移酶BpGT14基因的表达模式及其对非生物胁迫的响应机制，初步探索其在白桦生长发育中的功能，在克隆白桦GT14基因全长序列的基础上，利用生物信息学对其理化性质进行了分析，应用实时荧光定量PCR技术分析BpGT14基因在野生白桦植株雄花序、木质部、韧皮部及叶片4个不同部位不同月份的表达差异；同时，选用白桦茎段悬浮细胞进行了水杨酸（ SA）、盐胁迫（ NaCl）、重金属镉（ CdCl2）及4℃低温非生物胁迫处理，检测目的基因对逆境的响应情况。研究结果表明，BpGT14基因开放阅读框为1302 bp，编码433个氨基酸。分析其氨基酸序列发现，该蛋白含有乙酰氨基葡糖转移酶结构域，属于14家族的重要结构域。该蛋白与其他物种GT14蛋白比对分析表明，这些蛋白在100—350氨基酸区域内保守性较高，而且该基因与毛果杨的GT14家族基因同源性高达79％。不同部位不同月份的表达模式分析结果表明， BpGT14基因的表达具有部位及时间特异性，其各部位表达量均与月份相关，同时发现其在木质部、韧皮部及叶片中的表达量较高，而在雄花序中表达量较低。非生物胁迫处理结果显示， BpGT14基因对不同处理均产生响应，但其响应模式不尽相同：SA、CdCl2及低温处理结果显示，处理初期（6 h）目的基因上调表达，6 h处理时分别达到了对照组的51．2、48．9及3．3倍，24 h后相对表达量与对照组相比均下调，只有低温处理在96 h恢复上调表达；NaCl处理使白桦BpGT14基因的表达量全部呈现下调趋势，24 h处理后，BpGT14基因表达量下调明显，24 h后比对照组降低了93．7％。