粉蕉MbACO2基因克隆及其表达分析

摘要

[目的]克隆粉蕉1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)氧化酶(ACO)基因(MbACO2),并进行表达分析,为研究ACO基因家族在香蕉果实发育成熟过程及逆境胁迫过程中的功能作用提供参考依据,也为改良香蕉采后贮藏提供潜在的基因资源.[方法]利用RT-PCR从粉蕉果实克隆MbACO2基因,运用生物信息学软件分析其编码蛋白的理化性质、亲疏水性、保守结构域及二、三级结构.利用农杆菌介导的瞬时转化法进行亚细胞定位,并利用实时荧光定量PCR检测MbACO2基因在果实发育成熟过程及高盐、干旱和低温胁迫处理下的表达情况.[结果]克隆获得的MbACO2基因开放阅读框(ORF)长度为918 bp,编码305个氨基酸残基,其蛋白分子量为34.583 kD,理论等电点(pI)为5.43,属于亲水性蛋白,具有典型的植物ACO蛋白家族的结构特征,含有DIOX_N和2OG-FeⅡ_Oxy 2个保守结构域.MbACO2氨基酸序列与同属的香蕉(Musa acuminata AAA group)ACO氨基酸序列(XP_010908825.1)相似性最高,为98.04％,表明其具有高度的保守性.MbACO2蛋白在细胞核和细胞质中均有表达.随着粉蕉果实发育成熟,MbACO2基因表达量整体呈升高趋势,极显著高于开花后0 d(对照)(P<0.01,下同),尤其是在果实采后6 d,其相对表达量达最高值.高盐、干旱和低温胁迫处理下,MbACO2基因的相对表达量较对照(未胁迫处理)显著(P<0.05)或极显著提高.[结论]MbACO2基因属于ACO基因家族成员,含有该家族的典型结构域,在粉蕉果实发育成熟过程及逆境胁迫的应答中发挥正向调控作用,高盐、干旱和低温胁迫处理均能诱导其上调表达.