甘蔗亲免素基因ScFKBP12-1的克隆及表达特性分析

FKBP (FK506 binding proteins)是一类能与免疫抑制剂他克莫司(tacrolimus,FK506)和雷帕霉素(rapamycin,RAPA)特异结合的受体蛋白,以基因家族的形式存在于植物中并参与多种生物进程,是植物亲免素蛋白的成员.本研究通过甘蔗(Saccharum spp.complex)茎cDNA文库测序获得一条亲免素全长基因ScFKBP12-1(登录号:MN242814).ScFKBP12-1 cDNA序列全长696bp,开放读码框长339 bp,共编码1 12个氨基酸.生物信息学分析显示,ScFKBP12-1推导蛋白含有一个FKBP类型的肽脯氨酰顺反异构酶催化结构域,是定位于细胞质的稳定亲水性蛋白,分子量为12.20kD.组织特异性表达分析表明,ScFKBP12-1基因在甘蔗根中的相对表达量显著高于其在叶、蔗茎髓部、蔗茎表皮和腋芽中的表达水平.定量PCR结果显示,甘蔗小苗中Sc FKB P12-1对RAPA(5μmol/L)的处理不敏感,提示了ScFKBP12失去与RAPA绑定的能力.定量PCR结果进一步显示,Sc FKBP12-1的表达水平受PEG (25％)和MeJA(1 00 μmol/L)的诱导显著上调,在处理前期就分别上调为对照的2.75和3.11倍,并在处理周期内分别维持在高于对照1.87和2.00倍的水平.此外,该基因的表达还受到低温4℃,NaCl(250mmol/L)和SA(5 mmol/L)处理的诱导,分别在处理24 h、48 h和3h时上调表达.以上结果提示了ScFKBP12-1参与了甘蔗对外源激素(MeJA和SA)、低温、高盐和PEG模拟干旱胁迫等逆境的应答过程,其功能可能与甘蔗响应渗透胁迫密切相关,并受MeJA信号的正向调控.