毛竹PeYTH2基因的克隆与初步功能分析

摘要

N6-methyladenosine(m6A)是RNA中最广泛的甲基化修饰方式之一,是效应蛋白(readers)的结合位点,在mRNA前体剪接,mRNA降解和翻译,维持基因和基因组稳定性中发挥了重要作用。包含YTH(YT521-B homology)结构域的RNA结合蛋白是重要的调控蛋白,通过结合m6A来影响含有m6A修饰的RNA。植物比其他真核生物含有更多的YTH蛋白,但其在毛竹中的生物学重要性仍然未知。本研究利用PCR从毛竹cDNA中克隆PeYTH2,通过生物信息学方法,对PeYTH2蛋白序列进行进化分析和氨基酸序列比对发现,其与麦类和高粱之间的同源性较高并且与水稻、大麦、高粱之间的功能域相似度较高。序列分析表明,PeYTH2的CDS长度为1887 bp,编码629个氨基酸,蛋白质分子量为68.262 kD。采用实时荧光定量聚合链式反应(qPCR)分析毛竹PeYTH2的空间表达模式和ABA与NaCl逆境处理下PeYTH2表达量变化发现,PeYTH2在幼嫩组织中表达量更高,在叶基部PeYTH2基因表达量显著高于叶尖部,在幼嫩器官中表达量显著高于成熟器官和衰老器官。在脱落酸(ABA)处理下幼叶中PeYTH2表达量随处理时间增加而升高,根的PeYTH2表达量随处理时间增加先升高后降低但始终高于对照水平,老叶的PeYTH2表达量随ABA处理时间的增加先升高后降低且低于正常水平。在NaCl处理下叶片部位PeYTH2表达量随时间的增加先升高后降低,其中幼叶表达量虽降低但仍高于对照水平,而老叶的表达量后期低于对照水平,在根中的表达量则处于动态变化,但始终高于对照水平。将PeYTH2转化入野生型拟南芥发现PeYTH2过量表达能降低转基因拟南芥在ABA和NaCl逆境下对于叶片形态建成的负面影响。这些结果为进一步阐明PeYTH2基因在毛竹生长发育过程中的生物调控机制提供了科学依据。