木薯MeAHL22基因的克隆及功能初步分析

AT-hook是一类定位于细胞核的新型DNA结合蛋白基序,在细菌、真菌和动植物中普遍存在.AT-hook蛋白家族在植物生长发育、激素应答以及逆境胁迫中发挥着重要调节作用.本研究从木薯中克隆出MeAHL22基因,对其结构、亚细胞定位、启动子区域和表达模式进行分析.结果表明,MeAHL22基因的开放阅读框长度为873 bp,编码一个具有290个氨基酸的蛋白;结构分析发现该蛋白存在AT-hook基序和PPC/DUF296结构域,二级结构主要由α-螺旋(11.03％)、无规则卷曲(60％)、延伸链(21.72％)以及β-转角(7.24％)构成;生物信息学分析表明,该蛋白不存在跨膜结构域和信号肽,为可溶性的亲水蛋白,预测其定位在细胞核;利用农杆菌介导法在烟草中进行瞬时表达融合表达载体,结果表明MeAHL22蛋白的确定位于细胞核,与预测结果一致.MeAHL22基因启动子区域包含光响应、激素响应、非生物胁迫响应和生长进程相关的顺式作用元件.组织表达模式分析表明MeAHL22基因在木薯根、茎、叶中均表达,其中块根中的表达量明显高于其他组织.不同激素处理表明MeJA诱导MeAHL22在根茎叶中显著上调表达,ABA则抑制其表达,GA和IAA诱导在叶中上调表达.非生物胁迫处理表明MeAHL22对模拟干旱胁迫的诱导响应最为强烈,同时受到盐胁迫的诱导,但是对冷胁迫的敏感性较低.本研究初步确定了木薯MeAHL22基因在激素、非生物胁迫信号应答和生长发育进程中具有关键作用,为进一步研究MeAHL22基因的生物学功能提供了思路.