PDF《菜用大豆液泡膜内在蛋白（TIPs）基因鉴定及表达分析》

1 植物遗传资源学报,2018 Journal of Plant Genetic Resources 菜用大豆液泡膜内在蛋白(TIPs)基因鉴定及表达分析 冯志娟,徐盛春,刘娜,张古文,胡齐赞,龚亚明 (浙江省农业科学院蔬菜研究所,浙江杭州 310021) 摘要:TIPs(tonoplast intrinsic proteins)是一类定位于液泡膜或液泡形成体上的水通道蛋白,在植物响应逆境胁迫中发挥 重要作用.

本研究利用大豆基因组数据库,在全基因组水平鉴定到

23 个GmTIPs 基因.染色体定位分析发现 GmTIPs 基因分 布在大豆

17 条染色体上.蛋白多序列比对分析发现所有 GmTIPs 含有典型的

6 个保守的跨膜螺旋(TM1 to TM6)和2个保守 的氨基酸元件 NPA 盒(Asp-Pro-Ala box).蛋白特性分析发现 GmTIPs 的氨基酸数目在

237 到255 之间,分子量在 25.0 到27.2 KDa 之间,等电点在 5.08 到10.01 之间.进化关系分析显示,大豆 GmTIPs 可划分为

5 个分支(TIP1,TIP2,TIP3,TIP4 和TIP5),与拟南芥分类一致,且每个分支均含有这两个物种中的 TIPs 成员,暗示同一分支 TIPs 基因成员可能具有相似的 基因功能.进一步利用 qRT-PCR 技术分析了

5 个GmTIPs 候选基因对逆境胁迫(干旱和高盐)及激素信号(脱落酸 ABA、 乙烯前体 ACC)的响应情况.结果显示,这些环境胁迫及外源激素均可以诱导 GmTIPs 基因在根和叶这两种组织中的上调或 下调表达. 其中, 干旱和高盐两种胁迫诱导 GmTIP2;

6 在根中上调表达最为明显. 然而, 干旱胁迫分别诱导 GmTIP2;

1、 GmTIP2;

2 和GmTIP4;

1 在叶中显著上调表达. 激素 ACC 处理诱导 GmTIP2;

2 在根中明显上调表达.以上结果为进一步探讨 GmTIPs 基 因的抗逆功能、分子机制及其在菜用大豆分子育种中的应用提供重要依据. 关键词:液泡膜内在蛋白;

全基因组鉴定;

干旱和高盐胁迫;

ABA和ACC激素;

表达谱;

菜用大豆 Identification and Expression Analyses of Vegetable Soybean Tonoplast Intrinsic Proteins(TIPs) FENG Zhi-juan, XU Sheng-chun, LIU Na, ZHANG Gu-wen, HU Qi-zan, GONG Ya-ming * (Institute of Vegetables, Zhejiang Academy of Agriculture, Hangzhou Zhejiang 310021) Abstract: Tonoplast intrinsic proteins (TIPs), localizing on the tonoplast or the vacuole formed body, belong to one subfamily of aquaporins and are known to play important roles in plant abiotic stress responses. In the present study,

23 GmTIP genes were identified by search for homolog using soybean genome database. These genes were found on all

17 chromosomes. These GmTIP proteins contained six representative trans-membrane domains (TM1 to TM6) and two conserved NPA (Asp-Pro-Ala box) domains. The amino acids of GmTIPs ranged from

237 to 255, with the molecular masses ranged from 27.0 to 27.2 KDa and the isoelectronic points ranged from 5.08 to 10.01. Evolutionary relationship analyses showed that GmTIPs were divided into five clades (TIP1 to TIP5), which was consistent with Arabidopsis AtTIPs. And each clade was composed of the homologous TIPs from soybean and Arabidopsis, 收稿日期:2018-01-02 修回日期: 2018-01-26 网络出版日期:2018-04-20 URL: 基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFD0101500) ;

国家自然科学基金青年项目(

31601767、31572138);

浙江省蔬菜新品种选育重大科技专项 (2016C02051);

浙江省农业科学院青年人才培养项目(2016R23R08E06) ;

浙江省自然科学基金(LY17C150007);

农业部物种品种资源保护项目-第三次 全国农作物种质资源普查与收集行动(111721301354052231) 第一作者研究方向为菜用豆类分子育种.E-mail: [email protected] 通信作者:龚亚明,研究方向为菜用大豆和豌豆育种、繁种和推广工作.E-mail: [email protected]