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高羊茅逆境胁迫蛋白基因FaUSP 的克隆、表达及生物学功能分析

2021-04-26陈莹陈锡王茜王小利

生物技术通报 2021年2期
关键词:植物

陈莹 陈锡 王茜 王小利

(贵州省农业科学院 贵州省草业研究所,贵阳 550006)

高羊茅(Festuca arundinacea)是禾本科多年生地被植物,可作为观赏性草坪草,也可作为牧草饲养牲畜,作为我国主要草品种之一,在草坪建植与水土保持方面发挥着巨大的作用。干旱、盐、高温或低温、重金属和氧化胁迫等非生物胁迫严重影响了它的生长与发育,期间涉及多种复杂机制,通过激活应激反应基因将外部信号转化为下游效应因子,称之为受体对信号的感知。效应蛋白介导植物一些形态和生理的改变,帮助植物更好地适应胁迫条件。在多种生物中被发现。在拟南芥中,已经研究发现许多应激反应基因家族,逆境胁迫蛋白(Universal stress protein,USP)家族是其中之一。

逆境胁迫蛋白USP 又称应激蛋白,普遍存在于细菌和植物的细胞质中,通常由111-167 个氨基酸残基组成。逆境胁迫蛋白基因UspA 超家族最初是在大肠杆菌中发现的[1],在多重应激条件和营养缺乏等逆境条件下,其表达急剧增加,在非生物应激反应中发挥积极作用。USP 的结构域属于疏水蛋白,在USP 肽链上有8 个磷酸化位点,具有应激性,并作用于苏氨酸与丝氨酸的蛋白磷酸化。一些USP 蛋白具有使DNA 结合、修复和重新折叠的功能,可以支持生物体保护其核酸免受外部压力,有的USP 蛋白可以与ATP 结合,可能会参与激素的合成、产物代谢、细胞内物质运输等[2]。植物USP 蛋白中发现的催化修饰物包括丝氨酸/苏氨酸激酶、酪氨酸激酶、U-box、SWI2/snf2、Mudr(SWIM)-锌指结构、HDzip、阳离子交换器与IKI3。植物USP 的催化修饰物可能是在不同胁迫下选择性的演化过程中产生,导致了不同催化修饰物与USP 域的融合,这个过程为植物提供了多种调控方式来保护它们免受外来胁迫的伤害。……

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