谷子NCED3基因克隆及生物信息学和表达模式分析
2022-10-21王艳珂黎飞飞陈二影杨延兵管延安高文伟秦岭
王艳珂,黎飞飞,陈二影,杨延兵,管延安,高文伟,秦岭
(1.新疆农业大学农学院,新疆 乌鲁木齐 830000;2.山东省农业科学院作物研究所,山东 济南 250100)
脱落酸(abscisic acid,ABA)是植物五大天然生长调节剂之一,能参与植物响应多种逆境胁迫如干旱、冷害、盐害等的生理反应和分子生物学效应[1],且能诱导植物产生对不良环境的抗性(抗旱性、抗寒性、抗病性、耐盐性等),是植物的“抗逆诱导因子”[2,3]。植物体内ABA的形成有直接和间接两种途径,现在越来越多的证据表明高等植物主要以间接途径合成ABA[4]。9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)通过剪切9-顺式新黄质和9-顺式紫黄质促使ABA前体黄质醛形成,是ABA生物合成途径中的关键限速酶[5]。NCED基因不仅是启动ABA积累的直接因素,也是控制ABA合成、影响合成ABA信号强度的重要因素。
在玉米中鉴定到的VP14基因是第一个被发现的NCED基因[6],随后在其它植物如烟草[7,8]、大豆[9]、柱花草[10]、马铃薯[11]、草莓[12]等中也克隆到了NCED基因。在拟南芥中最先完成了NCED基因家族的鉴定工作,目前已从中鉴定出9个NCED基因[13],其中有5个与ABA合成相关(AtNCED2,AtNCED3,AtNCED5,AtNCED6,At-NCED9)。从水稻中鉴定到5个NCED基因家族成员(OsNCED1,OsNCED2,OsNCED3,OsNCED4,OsNCED5),其中,OsNCED1与水稻的耐旱能力相关,OsNCED2的表达水平与延迟种子萌发有关,OsNCED3可调节水稻在干旱环境中的ABA水平和抗逆性,OsNCED4影响水稻的结实率与产量[14]。在其它植物中也发现NCED受逆境胁迫诱导表达,如ABA和低温胁迫均能诱导茶树的CsNCED1基因显著上调表达[15];高盐、低温、干旱、外源ABA、NAA处理均可不同程度地诱导GmNCED1在大豆叶片及根中表达[16];干旱、高盐、低温和高温4种非生物胁迫可不同程度地诱导GmNCED5的表达[17];……
