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黄瓜苋科凝集素基因的表达分析与逆境调控
植物学报
2021, 56 (2):
183-190.
DOI: 10.11983/CBB20177
凝集素是一类具有特异性糖结合活性的蛋白质, 通常具有1个或多个非催化的糖结合结构域。凝集素在植物对病原菌的防御反应中发挥重要作用。由于其抗细菌、真菌、病毒和昆虫等的活性, 凝集素在农业和生物医药领域都具有很大的应用潜力。作为最小的凝集素家族之一, 苋科凝集素的研究较少。该文通过对重要经济作物黄瓜(Cucumis sativus)的基因组进行分析, 对16种苋科凝集素基因在黄瓜基因组中的分布和位置进行研究, 并分析相关基因的外显子/内含子组成。进一步通过启动子分析, 阐明了苋科凝集素基因对非生物胁迫的响应情况。最后, 通过实时荧光定量PCR, 检测了黄瓜中4种苋科凝集素基因对低温、高盐、干旱和ABA处理的响应情况。研究结果可为揭示苋科凝集素的生理功能及其在植物胁迫响应中的作用提供参考。  View image in article
图3
苋科凝集素基因中不同启动子应激调节因子的频率
正文中引用本图/表的段落
作为基因的重要组成部分, 启动子的主要功能是控制基因表达(转录)的起始时间和表达水平。但启动子本身并不控制基因活动, 而是通过与转录因子结合进而控制基因活动(Al Atalah et al.2013)。对启动子进行分析, 可以获得影响基因表达的相关因子。我们选择苋科凝集素基因中起始密码子上游2 000 bp的序列用于启动子分析(promoter analysis) (图3)。结果表明, 在4种苋科凝集素基因的启动子序列中都鉴定到多种已知的非生物胁迫相关顺式作用元件。其中, 与光响应有关的元件(light-responsive elements)在所有苋科凝集素基因中都最为丰富。此外, 6种胁迫相关顺式作用元件的发生频率均比较接近, 包括与盐(salt)、干旱(drought)、脱落酸(ABA)、赤霉素(gibberellin)、病原体感染(pathogen)和低温(cold)胁迫相关的启动子元件。由此表明, 这4种苋科凝集素基因的表达很可能受到黄瓜生长发育中常见的胁迫, 如低温、高盐和干旱以及植物激素脱落酸的调控, 在植物对胁迫的响应中发挥重要作用。
本文的其它图/表
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