小黑杨RAV1与RAV2基因的克隆与表达分析

作     者：靳春慧 文小卉 刘羽婷 李月 王丽丽 刘立洋 董新宇 李慧玉 JIN Chunhui;WEN Xiaohui;LIU Yuting;LI Yue;WANG Lili;LIU Liyang;DONG Xinyu;LI Huiyu

作者机构：林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 

出 版 物：《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 (Journal of Northwest A&F University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2023年第51卷第9期

页      面：58-69页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0907[农学-林学] 07[理学] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：国家转基因生物新品种培育科技重大专项(2018ZX08020002) 东北林业大学大学生创新项目(201910225527) 

主　　题：小黑杨 RAV 生物信息学 非生物胁迫 基因表达分析 林木遗传育种 

摘      要：【目的】克隆小黑杨(Populus×xiaohei *** et Liang)RAV1和RAV2基因,分析这2个基因在非生物胁迫下的表达模式,为进一步研究小黑杨基因功能提供理论依据。【方法】以抗逆性强的小黑杨根为试材,克隆2个RAV家族成员。利用生物信息学方法对小黑杨2个RAV基因的理化性质、保守基序、保守结构域、系统进化进行分析,并采用半定量RT-PCR方法探讨这2个基因在小黑杨顶芽、叶、木质部、韧皮部、根、第1~14片叶、第1~11茎节中的表达情况,以及在CdCl2、NaCl、NaHCO3、PEG和ABA胁迫下的表达特性。【结果】从小黑杨中克隆出2个RAV基因,命名为PsnRAV1和PsnRAV2。PsnRAV1编码405个氨基酸,预测分子质量约为99.46 ku,等电点5.06,不存在信号肽;PsnRAV2编码407个氨基酸,预测分子质量约为99.33 ku,等电点5.06,存在信号肽;2个基因均位于细胞核上。保守结构域和保守基序分析结果表明,小黑杨RAV蛋白具有RAV家族特有的AP2和B3这2个保守蛋白结构域,基序1、2、3是构成2个结构域的主要基序。系统进化分析表明,20种植物的RAV蛋白分为3组,其中PsnRAV1和PsnRAV2与毛果杨(Populus trichocarpa)RAV同源性很高。半定量RT-PCR分析结果显示,2个PsnRAVs基因在小黑杨的顶芽、叶、木质部、韧皮部和根中均有表达;且随着叶和茎的发育,2个基因的表达量均呈现升高的趋势。在CdCl2、NaCl、NaHCO3模拟的重金属及盐胁迫下,2个基因的表达模式虽不相同,但在根部均受到诱导;在PEG模拟的干旱胁迫下,PsnRAV1和PsnRAV2在叶片和根部均有响应,其中在根部受到的诱导更为明显,尤以PsnRAV2的表达更为显著;此外,PsnRAV1和PsnRAV2也受到ABA的诱导,其在叶中的表达量在初期表现为上升,而后期下降。【结论】2个PsnRAVs基因与小黑杨的抗逆性密切相关,可能参与了小黑杨的非生物胁迫应答,其中PsnRAV2在胁迫下的作用更为显著。