马铃薯PPR蛋白家族基因SoDIPPR的克隆及其在干旱条件下的表达特征分析

摘要

[目的]PPR(pentatricopeptide repeat)蛋白家族在植物的生长发育、细胞器形成、细胞质雄性不育的育性恢复、RNA的编辑加工、细胞核与细胞器之间信号传递,逆境防御等方面具有重要作用.研究旨在了解PPR蛋白家族SoDIPPR基因在马铃薯中的表达情况及其在干旱胁迫下的作用.[方法]以抗旱马铃薯二倍体品系H145为材料,利用cDNA-AFLP技术寻找与抗旱性密切相关的基因cDNA片段,利用RACE技术克隆其基因全长cDNA,并利用半定量RT-PCR和Northern杂交法研究其在干旱条件下的表达情况.[结果]从抗旱马铃薯二倍体品系H145中克隆了一个836 bp全长cDNA序列,命名为SoDIPPR,该序列开放阅读框长为588 bp,编码195个氨基酸序列.序列分析表明,SoDIPPR蛋白存在PPR结构域、激酶结合区、和C端SMR(small MutS related protein)区域,SoDIPPR蛋白序列与GenBank数据库中的其它PPR蛋白进行同源序列比对,构建系统进化树,发现SoDIPPR与其它14个高等植物的PPR蛋白同源性为57%～82%,与苜蓿DNA错配修复蛋白MuTs2、水稻盐诱导蛋白(Q9LS25)和叶绿体RNA结合蛋白(Q751P8)的同源性达69%～82%.半定量RT-PCR和Northern杂交结果表明,SoDIPPR基因在干旱胁迫下叶片和根系里的表达量明显增加,说明SoDIPPR基因在马铃薯抗旱中起一定作用.在持续干旱条件下,SoDIPPR基因在抗旱品系H145与干旱敏感品系H214中表达模式不同.[结论]马铃薯SoDIPPR基因编码的蛋白与其它植物PPR家族蛋白同源性较高,SoDIPPR基因参与马铃薯对干旱胁迫的应答反应,可能对抵抗干旱胁迫有一定作用.