棉花色素腺体发育相关基因GhNAC201的克隆与表达分析

摘要

为了探究GhNAC201在棉花色素腺体发育中的作用,应用RT-PCR的方法克隆了有腺体棉花中棉所12中GhNAC201基因的编码区序列,并进行生物信息学分析。利用荧光定量PCR对有腺体和无腺体棉花材料不同生育时期、不同组织部位和不同激素处理下GhNAC201基因的表达情况进行分析。结果显示,GhNAC201编码区为948 bp,编码315个氨基酸。GhNAC201蛋白分子量为36.8 ku,理论pI 5.97,二级结构预测存在27.94%的α-螺旋、5.40%的β-转角、18.10%的延伸链和48.57%的无规则卷曲。三维结构预测表明,GhNAC201的26-190氨基酸与水稻胁迫应答NAC1蛋白序列高度匹配,模型维度为X:55.229?,Y:36.150?,Z:46.112?。GhNAC201在30-163氨基酸处存在1个NAM结构域,预测有5个苏氨酸、6个丝氨酸和4个酪氨酸磷酸化位点位于NAM结构域内。亚细胞定位预测GhNAC201可能位于分泌通路或除线粒体、叶绿体之外的其他亚细胞结构。不同物种中GhNAC201同源蛋白序列的相似性较高,存在5个高度保守的基序。GhNAC201与亚洲棉、雷蒙德氏棉中的同源蛋白的基序组成模式完全一致。GhNAC201基因在中棉所12各组织部位的表达量均极显著高于显性和隐性无腺体棉,且受ABA、BR、GA和MeJA诱导极显著上调表达,基因的时空表达模式与腺体密度的时空分布规律也趋于一致。综上所述,GhNAC201与棉花色素腺体发育密切相关,可能通过ABA、BR、GA和JA通路调控腺体发育或棉酚代谢。