苎麻谷胱甘肽还原酶基因(BnGR1)的克隆和表达分析

作     者：朱守晶 余伟林 石朝燕 揭雨成 ZHU Shou-Jing;YU Wei-Lin;SHI Zhao-Yan;JIE Yu-Cheng

作者机构：湖南农业大学苎麻研究所 湖南省种质资源创新与资源利用重点实验室 

出 版 物：《农业生物技术学报》 (Journal of Agricultural Biotechnology)

年 卷 期：2015年第23卷第10期

页      面：1318-1326页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.31371704) 湖南省科技厅重点项目(No.2010TP4004-1 No.2010FJ2013和No.2012FJ4063) 国家科技支撑计划(No.2012BAD20B05-04) 

主　　题：苎麻 谷胱甘肽还原酶(GR) 原核表达 胁迫处理 荧光定量PCR 

摘      要：谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)是植物体内一种重要的抗氧化酶类。本研究根据苎麻(Boehmeria nivea(L.)Gaud.)转录组中的相关片段,采用RACE技术克隆到了GR基因的全长cDNA序列,命名为BnGR1(Gen Bank登录号:KF747758)。该基因的cDNA全长为1 977 bp,开放读码框为1 494bp,编码497个氨基酸,推测其蛋白相对分子量为53.7 k D,理论等电点为5.68。氨基酸序列分析表明,该蛋白具有吡啶核苷酸-二硫化物氧化还原酶classⅠ活性位点、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADP)结合位点、黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucletide,FAD)结合位点结合位点、氧化型谷胱甘肽(L-glutathione oxidized,GSSG)结合位点和胞质GR特殊结构域,与可可(Theobroma cacao)的GR蛋白(EOY05332)相似性最高,达到88%。此外,本研究成功构建了原核表达载体pGEX-4T-BnGR1,经异丙基-β-d-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-d-thiogalactoside,IPTG)诱导获得了53.7 k D左右蛋白,与理论值一致。qRT-PCR表达分析表明,该基因在苎麻的根、茎、茎尖和叶片中均有表达,其中在成熟叶中表达量最高,茎中表达量最低;同时,受CdCl2、外源脱落酸(abscisic acid,ABA)和水杨酸(salicylic acid,SA)的诱导上调表达。BnGR1可能与苎麻抗逆机制密切相关,研究结果为探寻苎麻对重金属Cd2+的耐受分子机理提供基础资料。