小麦YSK2型脱水素基因WDHN2的克隆及表达分析

非生物逆境胁迫严重影响小麦(Triticum aestivum)的生长发育和产量,脱水素(dehydrin,DHN)是一类非生物逆境胁迫诱导表达蛋白,在保护细胞免受水分亏缺和温度变化的伤害过程中发挥重要作用.为研究脱水素在植物响应非生物逆境胁迫过程中的作用,本研究利用同源克隆技术,从小麦中克隆了1个YSK2型脱水素基因,命名为WDHN2(GenBank No.OK094572).该基因的开放阅读框为501 bp,编码1个含有166个氨基酸残基的蛋白;含有4个保守区域,分别为1个Y片段、1个S片段和2个K片段,与节节麦(Aegilops tauschii)脱水素(GenBank No.XP_020188302.1)亲缘关系最近.生物信息学分析表明,WDHN2蛋白属于高度亲水性蛋白,高级结构以无规则卷曲为主;亚细胞定位预测表明,WDHN2蛋白定位于细胞核;另外,S片段为主要的磷酸化部位.qPCR分析表明,WDHN2基因受干旱、高盐、低温和脱落酸(abscisic acid,ABA)诱导表达.构建原核融合表达载体pET28a-WDHN2并转化大肠杆菌(Escherichia coli)感受态细胞BL21(DE3),用异丙基硫代半乳糖苷(isopropylβ-D-1-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导表达,获得25 kD的WDHN2蛋白和重组大肠杆菌.重组菌的抗性实验表明,WDHN2蛋白可以增强大肠杆菌对渗透胁迫、高盐、低温和高温胁迫的抗性.上述研究结果提示WDHN2可能参与小麦响应逆境胁迫的信号途径.本研究丰富了小麦响应非生物胁迫分子机制的研究内容,为深入探讨WDHN2基因的功能提供基础资料.