苎麻液泡膜质子焦磷酸酶基因BnVP1的克隆及镉胁迫下的表达分析

摘要

镉是一种伴随工农业生产而进入环境的重金属污染物,对多种生物具有较强的毒性.液泡区隔化是植物应对镉胁迫的重要机制之一.液泡膜质子焦磷酸酶(vacuolar H+-pyrophosphatase,V-H+-PPase)是一种存在于液泡膜上的质子泵,在无机离子的跨膜运输中发挥重要作用.本研究在前期苎麻(Boehmeria nivea)镉胁迫转录组分析的基础上,采用cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)技术从苎麻中克隆到一个V-H+-PPase基因BnVP1(GenBank No.MW029619).BnVP1基因的ORF长度为2292 bp,编码763个氨基酸.BnVP1蛋白为跨膜蛋白,包含15个跨膜区,属于H_PPase超家族,与碧桃(Prunus persica)PpVP1(XP_007208066.1)、苹果(Malus domestica)MdVP1(XP_008359855.1)、可可(Theobroma cacao)TcVP1(XP_017977384.1)、陆地棉(Gossypium raimondii)GrVP1(XP_012476518.1)等Ⅰ型V-H+-PPase基因编码蛋白的氨基酸序列相似性较高,介于90.04％～92.27％之间.BnVP1启动子中含有若干与非生物逆境相关的诱导元件.qRT-PCR分析表明,BnVP1的表达不存在组织特异性.在镉胁迫下,苎麻根部与叶片中的BnVP1的表达量迅速增加达到最大值,显著受镉胁迫诱导.本研究丰富了苎麻耐镉分子机制的研究内容,为BnVP1基因的耐镉机制研究提供了参考.