大豆GmFtsH2基因的克隆及表达分析

摘要

为了进一步了解FtsH基因在大豆中的表达特性和功能,通过GenBank中拟南芥等其他植物FtsH基因序列设计1对简并引物,从盐处理的大豆叶片中克隆GmFtsH2的全长cDNA序列,并利用在线生物信息学软件对其进行分析。采用实时荧光定量PCR方法分析GmFtsH2在低温、盐、干旱和高温处理下的表达情况。从大豆中克隆到一条全长为2200 bp的mRNA序列,命名为GmFtsH2基因,开放阅读框2091 bp,编码696个氨基酸,相对分子量约为75.089 kDa,理论等电点为5.65,蛋白质不稳定系数为34.90,是稳定蛋白。大豆GmFtsH2与来源于三叶草、葡萄、水稻、玉米和拟南芥类的FtsH类同源蛋白的氨基酸序列比对发现,这些蛋白具有FtsH蛋白共同的保守结构域,包括N端两个跨膜域、AAA结构域、锌离子结合模块等。大豆GmFtsH2与其他19种植物FtsH蛋白的系统进化分析表明,与野生豆和菜豆两个蛋白的亲缘关系较近。RT-PCR分析表明,GmFtsH2在大豆的叶片、茎、根、茎尖的组织内均有表达,且在茎尖中表达量最高,茎中最低。大豆叶片在4℃低温和NaCl处理下,GmFtsH2的表达随时间延长逐渐被诱导,分别在处理后的9 h和12 h达到最高峰;而经干旱诱导的大豆叶片,GmFtsH2的表达在第3天达到最高峰,随后GmFtsH2的表达下调,第11天又达到一个小高峰。推测GmFtsH2在大豆抵御逆境胁迫中起作用。