葡萄耐铝毒基因MATE的克隆与表达分析

[目的]铝毒胁迫是酸性土壤中抑制葡萄生长的主要因素之一,为了探明葡萄MATE基因的结构特征和表达量与其耐铝毒能力的关系.[方法]以耐铝性强的品种'红地球'和耐铝性弱的品种'贝达'的叶片cDNA为模板,采用PCR和TA克隆技术获得VvMATE和VrlMATE两个基因序列,对其进行生物信息学和铝胁迫下的表达分析,并测定铝胁迫下的丙二醛含量及抗氧化酶活性,对两个品种该基因的表达和生理指标的变化与耐铝毒能力的关系进行比较.[结果]克隆获得了'红地球'VvMATE基因和'贝达'VrlMATE基因,二者序列全长均为1794 bp,均编码597个氨基酸;二者的分子质量分别为68.28 ku和68.82 ku,理论等电点分别为10.15和9.92;二者的二级结构组分占比由高到低均为无规则卷曲、α-螺旋和折叠延伸链,三级空间结构由α-螺旋、β-折叠片和β-转角等组成;系统进化树分析发现,VvMATE和VrlMATE的同源性为91％,二者与大麦HvMATE、小麦TaMATE、高粱SbMATE和水稻OsMATE的同源性均在70％以上;此外,二者的MATE基因表达量在铝胁迫下均先上升后下降,其中耐铝性强的'红地球'的表达量和抗氧化酶活性的上升幅度均高于耐铝性弱的'贝达'.[结论]铝胁迫下,葡萄MATE基因的表达量与其耐铝毒能力呈正相关,本研究为进一步探明葡萄耐铝毒的分子调控机制提供参考.