甘薯IbERF071基因的克隆及表达特性分析

摘要

为探究甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)IbERF071基因在抗蔓割病中的调控作用,根据甘薯转录组数据,从甘薯高抗蔓割病品种‘鄂薯11’中克隆获得1个编码乙烯应答的基因,命名为IbERF071,并对其进行生物信息学分析,以及侵染蔓割病病原菌、外施茉莉酸甲酯和乙烯利的基因表达模式分析。结果表明,IbERF071基因的CDS序列大小为864bp,共编码287个氨基酸;在其编码的氨基酸序列的第79~142位包含1个AP2保守结构域,在第205~254位包含1个卷曲螺旋;IbERF071氨基酸序列与牵牛InERF氨基酸序列的相似度高达89%以上,具有高度同源性,且在系统发育树上也聚为同一支;IbERF071蛋白不稳定指数、脂肪系数和总亲水性平均系数分别为48.26、47.35和-1.003,分子质量为32215.31ku,等电点为5.12,表明该蛋白是一种不稳定的亲水性蛋白质;IbERF071蛋白二级结构中,随机卷曲、α螺旋、延伸链和β转角所占比例分别为61.67%、26.83%、8.01%和3.48%,三级结构中,22%的氨基酸残基结构置信度达到64.06%,IbERF071蛋白定位于细胞核上,没有跨膜蛋白且不存在跨膜螺旋区;IbERF071基因启动子区包含真核生物启动子基本元件胁迫响应元件、茉莉酸甲酯响应元件、低温响应元件MYC、干旱诱导元件ERE、脱落酸效应元件、植物防御响应元件、水杨酸响应元件TCA等30种顺式作用元件;IbERF071基因在根、茎、叶中均有表达,且在根中表达量显著高于茎、叶,经蔓割病原菌侵染后,IbERF071基因的相对表达量显著升高,并在侵染2h时表达量达到峰值,茉莉酸甲酯处理72h和乙烯利处理48h后,其表达量显著提高。综合来看,甘薯IbERF071蛋白属于AP2/ERF超级家族,具有较高的保守性,IbERF071在调控甘薯抗蔓割病菌中的功能以及JA和ET介导的激素信号转导途径的过程中起重要作用。