茶树CsLEA5基因的克隆及表达分析
2018-02-13陈江飞杨建坤黄慧宇王伟东
任 燕,高 童,陈江飞,杨建坤,黄慧宇,王伟东*
(1 西北农林科技大学 园艺学院,陕西杨陵 712100;2 宜宾学院 川茶学院,四川宜宾 644000)
植物在生长发育过程中经常遭受各种环境胁迫的影响,与之进化形成的胁迫应答机制是其产生适应性和抗逆性的关键。其中,胚胎发育晚期丰富蛋白(late embryogenesis abundant protein,LEA prorein)作为一类高亲水性蛋白在植物响应逆境胁迫过程中发挥重要作用。LEA蛋白最早在棉花子叶中被发现,因其在种子胚胎发育后期大量积累而得名[1],之后大量LEA蛋白及其编码基因在大麦、小麦、水稻、玉米、葡萄、大豆等高等植物中被鉴定[2],并根据Pfam结构域类型将植物中LEA蛋白分为LEA_1、LEA_2、LEA_3、LEA_4、LEA_5、LEA_6、Dehydrin和SMP(Seed Maturation Protein)8个亚家族[3]。同时,越来越多的研究证实LEA蛋白除种子外在根、茎、叶、花粉管等组织器官中亦广泛存在[4],且它们大多受干旱、极端温度、高渗透、高盐、ABA、紫外辐射等环境胁迫所诱导,在植物响应各种环境胁迫过程中发挥重要作用[5-6]。例如,过表达大麦HVA1基因(属于LEA_3亚家族蛋白基因)能够显著提高转基因小麦和水稻对干旱胁迫耐受性[7];同样地,过表达柑橘LEA蛋白编码基因CuCOR19,亦使转基因烟草的抗寒性显著增加[8]。最近,Saha等[9]研究表明过表达拟南芥AtLEA4-1,可以显著增加转基因芥菜对干旱和盐胁迫的耐受性;Liu等[10-11]则证实玉米ZmLEA5和ZmLEA3的表达,均可有效提高转基因烟草的抗寒性;另外,谷子SiLEA14、花生AdLEA5、西瓜ClLEA3-1、多毛番茄ShDHN及苔藓PpLEA3,相继被证实在提高植物体对不同非生物胁迫耐受性过程中发挥重要作用[12-16]。目前,LEA蛋白在逆境胁迫下的生物学功能及分子调控机制受到越来越多的关注。……
