大豆GmTIP1-1基因克隆及功能研究

摘要：[目的]本研究通過對大豆水通道蛋白基因GmTIP1-1的克隆及其在不同脅迫處理下的差異表達分析,探究水通道蛋白在大豆耐受非生物脅迫中的作用機制。[方法]從大豆品種‘天隆1號’中克隆出GmTIP1-1的CDS序列,采用生物信息學方法對該基因及其編碼蛋白進行分析。采用實時熒光定量PCR檢測在不同逆境處理下GmTIP1-1在大豆根、莖、葉等組織的表達情況。利用基因槍轟擊法對GmTIP1-1蛋白全長及不同跨膜結構域進行亞細胞定位分析。通過酵母雙雜試驗確定GmTIP1-1蛋白的互作蛋白,并利用實時熒光定量PCR檢測在干旱處理下與GmTIP1-1互作蛋白基因的表達情況。[結果]GmTIP1-1的CDS序列全長為753bp,編碼250個氨基酸,等電點為6.51。系統進化分析發現,GmTIP1-1與苜蓿(Medicago truncatula)和黃瓜(Cucumis sativus)的親緣關系十分相近。亞細胞定位結果顯示,GmTIP1-1定位在細胞膜上。實時熒光定量PCR結果顯示:GmTIP1-1在根中的表達量最高,在莖中次之,葉中最低;在干旱、ABA處理下均能誘導GmTIP1-1基因在大豆根、莖、葉中的表達;在干旱和ABA處理下,GmTIP1-1基因在根中的表達水平均高于在莖和葉中的表達水平。酵母雙雜試驗表明,GmTIP1-1與參與非生物脅迫調節的GmSNARE蛋白以及響應逆境脅迫相關蛋白GmF-box均存在互作。在干旱處理下,大豆根和莖中GmSNARE和GmF-box基因都會受到干旱誘導表達。[結論]GmTIP1-1蛋白定位于細胞膜,通過與參與非生物脅迫調節的GmSNARE蛋白以及響應逆境脅迫相關蛋白GmF-box互作來增強大豆對非生物脅迫的抗性。