草地早熟禾蛋白激酶CIPK32基因克隆及非生物胁迫响应分析

来源：华北农学报杂志2023年第4期北京时间：

作者：陈阳, 王琦, 高岩松, 尤学, 熊毅, 金一锋

单位：1 齐齐哈尔大学 生命科学与农林学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006；2 抗性基因工程与寒地生物多样性保护黑龙江省重点实验室,黑龙江 齐齐哈尔 161006

摘要：为深入研究CIPK基因家族在应对非生物胁迫应答等过程中的分子机制,探究非生物胁迫下草地早熟禾CIPK32基因的作用。以草地早熟禾午夜Ⅱ号为试验材料,应用RT-PCR技术克隆CIPK32基因,分析该基因在不同组织部位及不同非生物胁迫条件下的表达规律。并通过NCBI-CDD、SWISS-MODEL等在线软件对编码氨基酸序列进行蛋白结构、同源比对等生物信息学分析。结果表明:草地早熟禾CIPK32基因序列ORF为1 320 bp,共编码439个氨基酸。预测CIPK32蛋白相对分子质量为50.28 ku,等电点6.82,蛋白质分子式为C2249H3574N608O665S16,属于不稳定亲水性蛋白。草地早熟禾CIPK32含有典型STKc_SnRK3和CIPK_C结构域,与山羊草(XP_020198391.1)、黑麦草(XP_047091407.1)、大麦(XP_044980943.1)编码氨基酸同源性较高,并含有酰胺化位置、N-糖基化位点、N-肉豆蔻酰化位点等多个结合位点。草地早熟禾CIPK32基因的表达水平呈现组织特异性,叶部>茎部>根部。干旱胁迫下该基因呈现先上调后下降的趋势,10% PEG6000处理16 h为最高值,是0 h的6.2倍;随着NaCl浓度的升高显著促进该基因的表达,200 mmol/L NaCl是0 mmol/L NaCl的6.9倍;低浓度NaNO3及低浓度KH2PO4(0.1 mmol/L KH2PO4)环境均可促进CIPK32基因的表达。综上所述,草地早熟禾CIPK32基因具有组织特异性,干旱、盐、氮素和磷素胁迫均能诱导CIPK32基因的表达。CIPK基因家族在非生物胁迫中具有潜在的作用。

关键词：草地早熟禾,蛋白激酶,<i>CIPK32</i>,基因克隆,表达分析,

基金资助：国家自然科学基金项目(31501785); 黑龙江省自然科学基金项目(QC2017026); 黑龙江省普通高等学校青年创新人才培养计划项目(UNPYSCT-2018102); 齐齐哈尔大学教育科学研究项目(GJQTZX2021026)