山药赤霉素受体基因DoGID1A的克隆及表达分析

赤霉素受体(gibberellin insentive dwarf 1,GID1)是赤霉素(gibberellin,GA)信号转导途径的重要元件,直接影响着赤霉素对植物的作用效果.以山药(Dioscorea opposita)品种'牛尾山药'珠芽的表皮为料材,采用反转录PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术克隆山药的赤霉素受体基因GID1的cDNA全长,用qRT-PCR检测山药GID1基因在山药珠芽采后不同时期的表达量,及其对多效唑处理的响应.结果显示,克隆得到的山药赤霉素受体基因GID1的cDNA全长1123 bp,开放阅读框996 bp,编码331个氨基酸,命名为DoGID1A(GenBank No.MK268684).生物信息学分析显示,DoGID1A蛋白质分子量为3.72×104 D,理论等电点为8.25,为不稳定蛋白,此蛋白无跨膜结构和信号肽,有典型的自水解酶(abhydrolase)活性区域(93～304 aa).蛋白质同源性分析表明,DoGID1A蛋白与小果野芭蕉(Musa acuminata)等13种植物的GID1蛋白整体同源性达73.56％,有多个高度保守的区域,具有与DELLA和GA结合的活性区域.系统进化分析显示,山药和水稻(Oryza sativa)的GID1蛋白与其他植物进化关系远,这两种植物的GID1蛋白各自为一类,其他植物则是单子叶植物聚于一类,双子叶植物聚于另一类.qRT-PCR分析显示,山药珠芽发芽期DoGID1A表达量升高,多效唑处理使该基因表达量上调.预测该基因与山药珠芽休眠解除及发芽有关,本研究结果为进一步研究该基因的表达规律和功能提供了基础资料.