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山新杨FLA家族基因生物信息学分析及其组织表达1)

2022-11-07贺有超赵超于颖周美琪赵磊飞石鑫鑫石晶静和玉婷赵鑫王瑞王超

东北林业大学学报 2022年10期
关键词:基序木质部细胞壁

贺有超 赵超 于颖 周美琪 赵磊飞 石鑫鑫 石晶静 和玉婷 赵鑫 王瑞 王超

(林木遗传育种国家重点实验室(东北林业大学),哈尔滨,150040)

阿拉伯半乳聚糖蛋白(AGPs)广泛存在于植物细胞壁和细胞膜中[1],其在植物生长的各个方面如木质部分化[2-3]、根茎种子的发育中起重要作用[4]。该蛋白由富含典型氨基酸Hyp/Pro、Ala、Ser、Thr的蛋白质和多糖链组成,并且在碳端通常具有一个糖基磷酸肌醇锚(GPI锚)[5-6]。成束状阿拉伯半乳糖蛋白(FLAs)作为一类与细胞壁结构相关的糖蛋白,是阿拉伯半乳聚糖蛋白(AGPS)的一个亚族,含有阿拉伯半乳糖糖基化区域和假定的成束域(FAS),FLA属于非经典型,其中都包含1~2个类AGP糖化域和1~2个成束域。具体而言,该成束域具有2个由110~150个氨基酸组成的高度保守区域(H1和H2),每个区域由大约10个氨基酸组成[7-9],其定位于细胞表面,存在于细胞壁质膜或胞外基质中[10],暗示了其在植物生长发育中有很重要的作用。目前,已经从拟南芥(Arabidopsisthaliana)、水稻(Oryzasativa)、杨树(Populustremula)、桉树(EucalyptusrobustaSmith)、小麦(TriticumaestivumL.)、亚麻(LinumusitatissimumL.)、白菜(Spinaciaoleracea)等多个物种中鉴定出FLA基因的存在。

FLA基因可以在大多数被子植物的茎中高效特异性表达。研究发现,在草本植物拟南芥fla11、fla12双敲除突变体当中,当拉伸强度降低,纤维素、阿拉伯半乳糖质量分数就会下降,而木质素质量分数和微纤丝角增加[11],说明拟南芥中的AtFLA11和AtFLA12参与了木质部中次生壁的生长。此外在百日草中,ZeFLA11在木质部导管及周围薄壁细胞中高表达,使得细胞次生壁增厚[12]。木本植物中,在欧洲山杨和桉树的茎中发现FLA基因的高度特异性表达,使其纤维素沉积发生变化,进而影响木材的质量[13-14]。当给予相思树压力刺激时,PopFLA1~PopFLA10的表达水平会随之发生变化[15]。在胡杨中PtrFLA1、PtrFLA9、PtrFLA10、PtrFLA11、PtrFLA17、PtrFLA21、PtrFLA24、PtrFLA26、PtrFLA28在茎和分化木质部中高表达,说明它们可能与茎的次生壁发育相关;在毛果杨中,将PtrFLA31和PtrFLA34敲除之后,其木质部细胞发生变化[10];而将PtrFLA6敲除后,茎的硬度降低,木质部中纤维素和木质素质量分数下降,参与细胞壁合成的基因下调[16]。在小黑杨中,FLAs蛋白在应拉木中大量表达,而在对应木中几乎不表达[17]。综上所述,FLA家族基因在细胞壁的次生生长以至木质部发育中起着重要作用。

应拉木(TW)是木本双子叶植物茎干弯曲组织中位于外侧的木质组织,它本质上是由于外力作用,使细胞壁内部产生一种具有胶质纤维的胶质层(简称G层),其主要成分为结晶纤维素,与正常木(NW)相比,它的出现取代了次生细胞壁的S3层。有研究发现在应拉木中导管的数量和尺寸都明显减少,而且纤维和导管都较长,其最明显和最显著的特点是纤维素质量分数增加,从而细胞壁增厚,纤维细胞壁的木质素质量分数下降,在纤维细胞内形成G层[10,18]。在应拉木处理中位于内侧的称之为对应木(OW),其特点是木质纤维短,管胞呈圆形,细胞壁较厚。由于应力木中木质部性状的改变,使之成为研究木质部发育和细胞壁形成的一种有利系统。

山新杨(Populusdavidiana×P.albavar.pyramidalis)系以山杨(Populnsdavidiana)为母本,新疆杨(PopulusbolleanaLauche)为父本杂交得到的优良树种,生长速度较快,适应性强,抗逆性好,果序自然脱落不飞絮,具有较高的经济价值和观赏价值[19]。本研究鉴定了11个山新杨FLA基因,并对它们进行了生物信息学分析,用荧光定量RT-PCR测定了这些基因在根、茎、叶以及应拉木、对应木和直立木中表达量的变化情况。以期鉴定调控山新杨次生木质部发育和次生细胞壁形成的关键FLA基因,为利用分子生物学手段改良山新杨材性奠定基础。

1 材料与方法

试验材料选自黑龙江省齐齐哈尔市富裕县繁育基地的山新杨(Populusdavidiana×P.bolleana),选取生长环境相同、形态特征相同的5年生同一无性系山新杨树苗30棵。组织特异性表达分析材料培养于东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室组织培养室,温度为25 ℃,光照16 h/8 h黑暗,光照强度400 μmol·m-2·s-1。

1.1 山新杨FLA家族基因的获取

在拟南芥数据库中查找FLA家族基因,利用BioEdit软件与本地山新杨基因组氨基酸序列数据库进行同源比对,将得到的同源序列通过NCBI中的CD Search功能进行保守结构域预测,最终确认山新杨PdbFLA家族基因序列,并统计FAS结构域数量。

1.2 FLA基因生物信息学分析

通过SignalP4.1(http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP-4.1/)预测氮端是否有信号肽,用PredGPI(http://gpcr2.biocomp.unibo.it/cgi-bin/predictors/gpi/gpipe_1.4.cgi)预测碳端是否有GPI锚,利用在线软件SOPMA(https://npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?page=npsa_sopma.html)和软件SWISS-MODEL(https://swissmodel.expasy.org/)分别预测FLA家族基因蛋白的二级结构和高级结构;利用软件BioEdit对山新杨与毛果杨的FLA蛋白进行比对分析;利用MEAG-X对FLAs蛋白进行进化分析。利用BioEdit查找山新杨基因组中与山新杨FLA家族基因的同源序列,在编码区上游选取1 500 bp,在PlantCARE数据库(http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/)中进行启动子元件分析。

1.3 应拉木的处理方法

将处理组的树苗全部朝同一方向弯曲,将树干顶端部分用绳子和胶带固定于相邻树苗上,使树干部分倾斜45°,应拉木处理组和直立木对照组分别进行3次重复,每次重复包含5棵,共30棵,待处理2周之后取材。

1.4 切片材料选取及木质部的采集

应拉木处理2周之后处理组截取弯曲部分的树干,对照组截取与处理高度一致的树干部分。截取中间部分5 cm左右留作后期切片使用。其余部分剥除树皮,用手术刀片轻轻刮取正在发育的木质部,应拉木处理组内外侧选取中间部分并分别收集,正常木组则收集到一起,用液氮速冻,-80 ℃中长期保存。

1.5 切片的制备及染色观察

将切片材料用FAA固定液(V(体积分数50%乙醇)∶V(甲醛)∶V(冰乙酸)=90∶5∶5)固定,用莱卡硬组织切片机(Leica,1400)进行切片,切片厚度为40 μm,挑选较完整切片制成装片,待染色观察。

染色剂的配置。番红溶液:将4 g番红与4 g醋酸钠溶于100 mL体积分数95%乙醇和100 mL水配置的混合溶液中。固绿溶液:固绿0.5 g溶于100 mL体积分数95%乙醇中。2%间苯三酚溶液:称取2 g间苯三酚,用100 mL体积分数95%乙醇溶解。以上溶剂溶解后均用滤膜过滤后使用。

染色方法。番红固绿对染:1.滴入1滴无水乙醇。2.吸去无水乙醇,用体积分数95%酒精冲洗,使其平铺于玻片,酒精分散均匀。3.滴1滴蒸馏水于材料上,使材料包裹于水滴之中。4.滴入1滴番红试剂,染色3 min。5.使用体积分数95%酒精冲掉浮色与多余染色液。6.滴入少量固绿溶液,并迅速吸去,用无水乙醇冲洗掉多余固绿,操作在2 s内完成。盖上盖玻片,等待观察。

间苯三酚染色:吸等量浓盐酸与间苯三酚溶液在空试管中混匀,滴适量混合液到切片上,待变色后用水冲洗,盖上盖玻片,使用体式显微镜(OLYMPUS SZX7)进行观察。

1.6 山新杨FLA基因的表达模式

RNA提取及cDNA的合成:用CTAB法对山新杨应拉木、对应木、直立木及根茎叶进行RNA提取,每部分进行3次生物学重复。每组进行3次重复,利用1.0%琼脂糖凝胶电泳法检测RNA。将RNA用TOYOBO反转录试剂盒(ReverTra Ace qPCR RT Kit)进行cDNA的合成。反应体系为10 μL:预先配置好混合液4×DN Master Mix与gDNA Remover以体积比1 000∶2混合。分装RNA每管500 ng,65 ℃变性5 min,取出置于冰上,加混合液(4×DN Master Mix,gDNA Remover)2 μL,补充RNase-Free水到8 μL处,37 ℃ 5 min去DNA,取出置于冰上加5×RT Master Mix② 2 μL,在PCR仪中进行反转录程序37 ℃ 15 min,50 ℃ 5 min,98 ℃ 5 min。产物即为荧光定量RT-PCR模板,-20 ℃保存待用。

荧光定量RT-PCR:根据PdbFLA基因序列设计定量引物如表1,反应体系为20 μL,引物F、R各1 μL、模板2 μL、去离子水6 μL和2×Power SYBR Green PCR master mix 10 μL,总体系为20 μL,3次重复,反应程序为94 ℃预变性3 min,94 ℃变性12 s、58 ℃退火30 s、72 ℃延伸40 s、78.4 ℃读板1 s,共45个循环,72 ℃延伸7 min。在Bio-Rad Hercules.CA.USA.上完成该反应。读数分析其数据,运用2-ΔΔCT方法进行相对表达量分析[20]。

表1 实时荧光定量RT-PCR引物序列

2 结果与分析

2.1 PdbFLAs生物信息学

PdbFLAs序列鉴定与理化性质。利用在拟南芥网站查找到的21个拟南芥FLA家族基因,与山新杨基因序列进行同源性比对,去除重复基因后进行氨基酸保守结构域分析,将含有FLA特定保守结构域FAS的基因命名为PdbFLA1-11。

PdbFLA基因保守结构域预测如图1,编码区长度最短为540 bp,最长为1 440 bp(表2);蛋白质序列长度最短含有179个氨基酸,最长含有479个氨基酸;蛋白质分子质量为19.03~53.27 ku;理论等电点为4.98~5.18;从预测的数据看PdbFLA1、PdbFLA2、PdbFLA9十分相似,PdbFLA3、PdbFLA5、PdbFLA7、PdbFLA8、PdbFLA10十分相似。PdbFLA1、PdbFLA2、PdbFLA4、PdbFLA6、PdbFLA9、PdbFLA11具有1个FAS结构域,PdbFLA3、PdbFLA5、PdbFLA7、PdbFLA8、PdbFLA10具有2个FAS结构域。PdbFLAs氨基酸链氮端均有信号肽存在。PdbFLA1、PdbFLA2、PdbFLA3、PdbFLA4、PdbFLA6、PdbFLA7、PdbFLA10碳端均有GPI锚,除此之外其余PdbFLAs均没有GPI锚。

表2 山新杨FLAs蛋白理化性质

PdbFLAs蛋白结构。二级结构预测结果显示(表3),在所有PdbFLAs蛋白中无规则卷曲所占比例最高。其中,PdbFLA4延伸链含量大于α螺旋;而除PdbFLA4之外的PdbFLAs的α螺旋含量次之,延伸链比例最低。在FLAs蛋白二级结构元件分布中可以看出PdbFLA1、PdbFLA2、PdbFLA9结构相似,PdbFLA3、PdbFLA5、PdbFLA7、PdbFLA8、PdbFLA10结构相似(图2)。

表3 山新杨FLAs蛋白二级结构分析结果

三级结构预测结果显示(图3),该家族蛋白由α螺旋、β折叠、β转角和无规则卷曲相互盘绕、折叠三维构象,可以看出PdbFLA1与PdbFLA9,PdbFLA2与PdbFLA4蛋白结构较保守;PdbFLA3与PdbFLA10,PdbFLA7与PdbFLA8部分蛋白结构类似。

PdbFLAs序列比对及系统发育。在山新杨FLA蛋白的多序列比对分析当中,将木本植物毛果杨的35个PtrFLA引入其中。从比对结果可以看出(图4),PdbFLAs含有与PtrFLAs一样的高度保守区域,其中PdbFLA3、PdbFLA5、PdbFLA7、PdbFLA8、PdbFLA10具有2个FAS保守域(Type1和Type2),与毛果杨一样在2个含有10个氨基酸的H1和H2之间含有[Tyr/Phe]-His([Y/F]H)基序。

H1具有高度保守的T苏氨酸(Thr)、I异亮氨酸(Ile)、F苯丙氨酸(Phe)、A丙氨酸(Ala)、P脯氨酸(Pro)、D天冬氨酸(Asp),PdbFLA1、PdbFLA9完全保守,PdbFLA2、PdbFLA4完全保守,PdbFLA3、PdbFLA5、PdbFLA7、PdbFLA8、PdbFLA10完全保守。

[Y/F]H中具有高度保守的H组氨酸(His)、P脯氨酸(Pro),在Type1和Type2中,PdbFLA3、PdbFLA10、PdbFLA5、PdbFLA7、PdbFLA8完全保守。

H2具有高度保守的V缬氨酸(Val)、D天冬氨酸(Asp)、L亮氨酸(Leu)、P脯氨酸(Pro)。其中PdbFLA2、PdbFLA4完全保守,在Type1和Type2中PdbFLA3、PdbFLA10;PdbFLA5、PdbFLA7、PdbFLA8完全保守。综上,PdbFLA3、PdbFLA10;PdbFLA5、PdbFLA7、PdbFLA8在这3个区域内均保守。

为了预测PdbFLAs可能参与的功能,将毛果杨(P.trichocarpa)、桉树(E.robustaSmith)和拟南芥(A.thaliana)FLA蛋白序列与PdbFLAs进行进化分析。分析结果显示(图5),毛果杨、拟南芥FLA蛋白聚为4组。PdbFLA1、PdbFLA2、PdbFLA4、PdbFLA9与AtFLA11、AtFLA12、PtrFLA31、PtrFLA34、EgrFLA1、EgrFLA2、EgrFLA3聚为同一组;PdbFLA6与AtFLA1、AtFLA2、AtFLA3、AtFLA4、AtFLA5、AtFLA8、AtFLA10、AtFLA14、AtFLA19、PtrFLA20聚为一组;PdbFLA3、PdbFLA5、PdbFLA7、PdbFLA8、PdbFLA10、PdbFLA11与AtFLA15、AtFLA16、AtFLA17、AtFLA18聚为一组,且推测同组内的FLA基因在功能上具有相似性。

PdbFLAs基序与启动子预测。为了进一步揭示11个FLA蛋白的系统发育关系及特定区域,利用MEME工具对这11个FLA蛋白序列进行基序分析(图6)。对不同数量的基序进行了测试,最后根据基序的统计意义(E值=0.001)选择了12个基序。根据基序分析得出的结果,将PdbFLA蛋白分为3组,PdbFLA1、PdbFLA2、PdbFLA4、PdbFLA9为一组,PdbFLA3、PdbFLA5、PdbFLA7、PdbFLA8、PdbFLA10、PdbFLA11为一组,PdbFLA6为一组。同一组中的蛋白质大多表现出相似的基序分布,与系统发育进化树分析的一致,进一步验证同一组中的PdbFLAs功能上的相似性。

通过PlantCARE在线软件对山新杨FLA基因启动子进行分析(图7),在PdbFLA11启动子中有4个与WRKY转录因子结合的元件(W-box);在PdbFLA2、PdbFLA4启动子中有低温响应元件(LTR),在PdbFLA3、PdbFLA8、PdbFLA10启动子中有参与干旱诱导的转录因子MYB结合位点(MBS),在PdbFLA1、PdbFLA3、PdbFLA4、PdbFLA8、PdbFLA9、PdbFLA10启动子中有乙烯响应元件(ERE);在PdbFLA4启动子中有参与防御和应力响应的顺式作用元件(TC-rich);在PdbFLA1、PdbFLA3、PdbFLA7、PdbFLA11启动子中有光响应元件(GT1-motif),其中脱落酸(ABA)响应元件(ABRE)在PdbFLA1、PdbFLA3、PdbFLA4、PdbFLA5、PdbFLA6、PdbFLA7、PdbFLA8、PdbFLA9、PdbFLA10、PdbFLA11、PdbFLA12都有分布,其中PdbFLA3、PdbFLA8、PdbFLA10启动子中均含有ABRE、MBS、ERE这3个元件,但数量、位置不同。

2.2 山新杨应拉木的表型分析

本研究将应拉木处理组与对照组分别进行切片染色,在体视显微镜2倍镜下观察应拉木、对应木、直立木三者的差异,如图8所示。处理2周后,山新杨树干产生了明显的偏心生长,应拉木新生木质部组织宽度显著高于直立木和对应木,直立木新生木质部宽度稍高于对应木。应拉木组织中,导管数量变少,管腔变小。番红固绿对染结果显示(图8A),应拉木被染成蓝绿色,显示较高的纤维素质量分数。盐酸—间苯三酚染色结果显示(图8B),应拉木组织着色较浅,木质化程度较低,而对应木组织红色较深,木质化程度高于应拉木。

2.3 PdbFLAs的组织特异性表达

为了验证系统进化分析中A组中的PdbFLAs是否与木质部发育相关,对PdbFLAs在不同组织的表达模式进行了探究。如表4所示,PdbFLA1在茎中表达量显著高于根和叶。PdbFLA2、PdbFLA4、PdbFLA6表达模式相同,在茎中的表达量高于在根中的表达量,叶中表达量极低。PdbFLA3、PdbFLA11表达模式相同,在根中表达量最高,叶中表达量最低。PdbFLA5、PdbFLA7、PdbFLA8、PdbFLA10表达模式相同,在根和茎中表达量差异不明显,在叶中表达量最低。综上说明PdbFLAs基因在组织表达上具有特异性。结合表达水平说明,A组的PdbFLA1、PdbFLA2、PdbFLA4可能和山新杨木质部发育相关。

2.4 PdbFLAs在应力木诱导下的表达模式

为了探究PdbFLAs在应力木诱导下的表达情况,分别以应拉木、对应木、直立木为模板,利用荧光定量RT-PCR进行PdbFLAs的表达模式分析,其中PdbFLA2、PdbFLA3、PdbFLA6、PdbFLA7在应拉木、对应木、直立木中均有表达,在应拉木中表达量最高,对应木中表达量最低。PdbFLA4、PdbFLA11在应拉木、对应木、直立木中均有表达,在直立木中表达量最高,对应木中表达量最低。PdbFLA5在直立木中表达,在应拉木中表达量低,在对应木中几乎不表达。PdbFLA8和PdbFLA10在应拉木中表达量高,在直立木和对应木中表达差异不明显。PdbFLA9在直立木和对应木中表达量高但是差异不明显,在应拉木中表达量低。PdbFLA1在应拉木中的表达量显著高于对应木和直立木(表5)。综上结合表达量水平,在应力木诱导下PdbFLA1、PdbFLA10参与应拉木的发育。

表4 山新杨FLA家族基因组织特异性表达

表5 山新杨FLA家族基因在应拉木中的表达模式

3 讨论

FLA蛋白作为一类与细胞壁结构相关的糖蛋白,是阿拉伯半乳聚糖(AGPs)的一个亚族,其在植物生长发育的各个时期都起着重要作用[21]。本研究通过拟南芥FLA家族与山新杨基因组进行比对并克隆得到11条PdbFLAs。通过生物信息学分析发现,PdbFLA3、PdbFLA5、PdbFLA7、PdbFLA8、PdbFLA10;PdbFLA1、PdbFLA2、PdbFLA9在理化性质,二级结构十分相似。在高级结构中,PdbFLA1、PdbFLA9;PdbFLA2、PdbFLA4最相似,PdbFLA3、PdbFLA10;PdbFLA7、PdbFLA8较相似。说明基因在行使功能时,翻译出的蛋白质的结构与理化性质是相关联的,尽管一部分PdbFLAs的空间结构十分保守或类似,但是不同结构比例有所不同,也暗示不同的PdbFLAs在功能上也会有所不同。在序列比对中发现PdbFLAs在3个结构域中均有不同程度的保守,也进而揭示了PdbFLAs之间结构的差异。

在系统进化与基序分析中,PdbFLA1、PdbFLA2、PdbFLA4、PdbFLA9聚为一组,PdbFLA3、PdbFLA5、PdbFLA7、PdbFLA8、PdbFLA10、PdbFLA11聚为一组,PdbFLA6单独聚为一组,同一组中具有相同的基序分布。有研究表明,拟南芥AtFLA11、AtFLA12促进次生细胞壁木质化[22],毛果杨ptrfla31、ptrfla34突变体使木质素质量分数升高,纤维素质量分数降低,说明PtrFLA31、PtrFLA34可改变次生细胞壁的组成成分,从而影响茎的木质部发育[23],PdbFLA1、PdbFLA2、PdbFLA4、PdbFLA9与这些基因聚为一组,说明这些A组的基因可能在木质部发育中有类似功能。

通过对PtrFLAs启动子元件进行分析,在PdbFLA11启动子中有4个W-box元件,有研究表明转录因子WRKY通过与W-box结合从而提高了大豆的耐旱性[24],推测PdbFLA11可能与植物的耐旱性也相关。在PdbFLA2、PdbFLA4启动子中有低温响应元件(LTR)[25],推测此基因可能与植物耐寒有关。在PdbFLA3、PdbFLA8、PdbFLA10启动子中有参与干旱诱导的MYB结合位点(MBS)。在PdbFLA1、PdbFLA3、PdbFLA4、PdbFLA8、PdbFLA9、PdbFLA10启动子中发现乙烯响应元件(ERE)。在PdbFLA4启动子中有参与防御和应力响应的顺式作用元件(TC-rich),说明该基因可能在应力响应中发挥重要作用,但是PdbFLA4在应拉木中表达量却不高。在PdbFLA1、PdbFLA3、PdbFLA7、PdbFLA11启动子中有光响应元件(GT1-motif),说明这些基因可能参与了光响应。ABRE元件在PdbFLA1、PdbFLA3、PdbFLA4、PdbFLA5、PdbFLA6、PdbFLA7、PdbFLA8、PdbFLA9、PdbFLA10、PdbFLA11都有分布,在盐、干旱、低温等非生物胁迫下,植物体内的ABA被显著诱导合成,并启动一系列信号途径激活植物抗逆机制[26],推测这些PdbFLAs可能参与了ABA信号的响应[27],而这一结果与进化分析中PdbFLA6预测结果一致。其中PdbFLA3、PdbFLA8、PdbFLA10启动子中均含有ABRE、MBS、ERE元件。在拟南芥中,AtFLA4与盐离子耐受性,细胞膨胀相关,并可能与ABA产生协同作用[28];在毛果杨当中PtrFLA20可能参与抗盐[29]。由于PdbFLA6与AtFLA4、PtrFLA20亲缘性较近,且其启动子含有抗性相关元件,所以推测PdbFLA6也可能与植物抗性相关。

组织表达分析结果显示,PdbFLA1在茎中高度表达,PdbFLA2、PdbFLA4在茎中的表达量要高于根和叶,因此我们推断PdbFLA1、PdbFLA2、PdbFLA4与茎的发育相关,这一结果与进化分析相吻合,它们与拟南芥中参与了细胞壁次生生长的AtFLA11和AtFLA12[22]聚为一组。此外,ZeFLA11基因只能在分化的木质部导管和薄壁细胞中表达,导致细胞次生壁增厚[12]。在桉树茎中发现FLA基因的高度特异性表达[13-14],进一步验证该组基因参与木质部的发育。在应力木诱导下,山新杨木质部纤维素质量分数和木质化程度发生了改变。在小黑杨中,纤维素合成相关基因、FLA等细胞壁相关蛋白基因以及MYB等转录因子均在应拉木中高表达,而木质素合成相关基因在对应木中表达量较高[17],在杨树中当给予压力刺激时PopFLA1-10的表达水平也会随之发生变化[16],本研究PdbFLA1在应拉木中高度表达,由此可以推测PdbFLA1可能在应拉木的形成发挥作用。

4 结论

本研究鉴定了11条山新杨FLA基因,编码区长度为540~1 440 bp。蛋白结构及基序分析将PdbFLAs蛋白分为3组,每一组中蛋白二、三维结构及基序分布都具有极强的相似性。系统进化分析分为4个组,PdbFLA1、PdbFLA2、PdbFLA4、PdbFLA9与木质部发育相关的拟南芥AtFLA11、AtFLA12和毛果杨FLA31、FLA34聚为一组。启动子元件分析发现了光、脱落酸(ABA)、胁迫响应和次生壁形成相关的重要顺式元件。PdbFLA1在山新杨茎和应拉木中表达量显著,说明PdbFLA1与山新杨木质部发育相关。

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