月季RhD14基因克隆、亚细胞定位及表达分析

[目的]克隆月季独脚金内酯(SLs)信号应答底物受体即α/β折叠水解蛋白基因Dwarf 14(D14),对其进行亚细胞定位及表达分析,为探究该基因的生物学功能及其在SLs调控月季侧枝发生中的转导机制提供理论支持.[方法]以月季品种滇红为材料,克隆RhD14基因并进行生物信息学分析,同时采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其在不同组织中的表达情况,利用烟草瞬时转化系统对RhD14基因编码蛋白进行亚细胞定位.[结果]克隆RhD14基因(GenBank登录号OP009358)cDNA序列1094 bp,包含完整的开放阅读框(ORF),长度为1045 bp,编码347个氨基酸残基,蛋白分子式为C1738H2703N441O510S15,相对分子量为38.41 kD,理论等电点(pI)为5.71,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,且RhD14为无跨膜结构和信号肽的稳定蛋白,属于α/β水解酶家族,亚细胞定位于细胞质和细胞膜上.同源序列比对和系统发育进化树分析结果显示,RhD14蛋白的氨基酸序列与同属的古老月季品种月月粉RcD14(XP_024283944.1)的相似性最高为98.05％,其次是同亚科的草莓FvD14(XP_004287076.1),相似性为89.75％,三者亲缘关系较近.实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示,RhD14基因在根、茎、叶、腋芽、节和顶芽中均有表达,其中RhD14基因在茎和腋芽中的相对表达量最高,极显著高于根(P<0.01,下同).去顶处理后RhD14基因在茎和腋芽中的表达模式相似,均较未去顶处理明显上调表达,且随着处理时间的延长均呈先上升后下降的趋势,去顶处理后12 h达峰值,尤其是腋芽中RhD14基因在6、12、24和48 h的相对表达量与未去顶处理差异显著(P<0.05)或极显著.[结论]RhD14基因在细胞质和细胞膜上发挥作用,具有组织特异性,且受去顶诱导高效表达,推测该基因参与腋芽萌发过程.