花楸树热激蛋白SpHSP70-2基因的克隆及表达分析
2021-10-14赵冬雪刘聪聪鲁仪增常金财
赵冬雪,刘聪聪,鲁仪增,常金财,郑 健*
(1.北京农学院 园林学院,北京 102206;2.山东省林木种质中心,山东 济南 250102;3.呼伦贝尔市林业科学研究所,内蒙古 呼伦贝尔 021008)
热激蛋白是一种普遍具有抗逆作用的保护蛋白,是植物生长发育过程中必不可少的一种蛋白质,在植物处于逆境下发挥其重要的调控作用[1]。根据相对分子量,热激蛋白分为HSP100、HSP90、HSP70、HSP60和sHSP等5大家族[2],而HSP70作为分子伴侣在植物中含量最多,所发挥的作用也非常重要,在响应非生物胁迫方面表现最为显著[3]。HSP70被认为是最具保守性的一类热激蛋白家族,在植物遭受非生物胁迫时,不同的HSP70所行使的功能和机制不尽相同,这与HSP70定位于细胞体内的位置有关,如细胞质中的HSP70可以阻止蛋白质聚集,帮助蛋白折叠,维持前体蛋白结构,而线粒体和叶绿体中的HSP70则可以参与前体蛋白的输入和易位[4],另外在内质网中还有一类HSP70家族成员——内质网分子伴侣蛋白(BiP,Binding Protein),该蛋白可以与进入内质网与未折叠的蛋白相互结合,帮助其正确折叠或聚合,同时也参与内质网相关联的蛋白质降解过程[5]。研究发现,细胞质和线粒体中的HSP70基因容易受到高温诱导,而内质网和叶绿体中的HSP70基因相比之下不易受到高温影响[6]。除此之外,HSP70基因参与植物不同发育阶段的调控及在一些代谢过程中起重要的作用[7]。HSP70基因主要受到热激转录因子(Hsf,heat shock transcription factor)调控,Hsf与热激响应元件(HSE,heat shock elements)结合,启动热激蛋白基因表达,这些Hsf将选择性地转录更多的HSP70[8]。大量研究已经证明植物HSP70基因的表达与植物获得的耐热性呈显著正相关性[9],如南瓜(Cucurbitamoschata)热激蛋白CmHSP70-5基因受到高温胁迫的诱导,在一段时间内,温度越高,表达量越高[10];……
