小麦SKP1家族成员鉴定、基因表达及其与F-box蛋白的互作分析

摘要

S期激酶相关蛋白1(S-phase kinase-associated protein 1,SKP1)作为SCF(Skp1-Cul1-F-box)复合体的接头蛋白,分别连接Cullin-1(Cul1)和F-box蛋白。该家族蛋白参与植物生长发育的调控,并响应生物/非生物胁迫逆境。为揭示该家族成员在小麦(Triticum aestivum)这一重要农作物中的基本生物学特性和功能,本研究自小麦中鉴定出101个SKP1基因,编码115个蛋白质。SKP1蛋白含有保守的SKP1和/或相对保守的SKP1_POZ结构域,均为酸性蛋白,大多数在细胞核中发挥作用;SKP1基因在各个小麦染色体上均有分布,3号和5号染色体上分布密度较高;将小麦、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa)的SKP1蛋白构建系统发育树,来自同一物种的序列聚集在一个组内;热图分析表明,该家族大部分基因在不同发育阶段的小麦组织中呈现组成型表达,受热胁迫的影响更大;自小麦TcLr15中获得了3个SKP1基因TSK41、TSK43.2和TSK62,qPCR结果显示,3个基因受盐胁迫显著地快速上调表达,H_(2)O_(2)处理使3个基因呈现不同程度地下调表达,其他胁迫及激素处理对其表达影响较小;将3个AD-SKP1与8个BD-F-box进行两两组合,酵母双杂交(yeast two-hybrid,Y2H)结果证实TSK62能与Kelch、LRR和未知功能结构域3种类型的5个小麦F-box蛋白发生互作,TSK41仅与2个Kelch类型的小麦F-box蛋白互作,而TSK43.2则不与这8个小麦F-box蛋白互作。本研究为深入解析该家族成员在小麦抵御生物和非生物胁迫中的具体作用机制提供了基础资料。