牡丹PoCCS1基因的克隆与表达分析

铜/锌超氧化物歧化酶铜伴侣基因(copper chaperone for superoxide dismutase,CCS)负责将铜离子转运至Cu/Zn-SOD,从而激活SOD酶活性,参与植物活性氧清除,在植物抗逆中发挥重要作用.研究旨在克隆牡丹PoCCS1基因,并对基因序列特征、组织表达模式、盐胁迫和干旱胁迫下的表达模式、不同牡丹品种氧化胁迫下的表达模式进行分析,为深入研究PoCCS1在牡丹非生物胁迫响应中的功能奠定基础.利用RT-PCR技术克隆'凤丹'PoCCS1基因(GenBank登录号:MZ574405),利用生物信息学方法分析PoCCS1序列特征,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析PoCCS1的表达模式.结果表明,PoCCS1基因编码区全长为996 bp,编码蛋白含331个氨基酸,相对分子量为34.98 ku,包含植物CCS蛋白的3个典型结构域,进化分析表明PoCCS1与多种植物的CCS同源性较高,且与葡萄VvCCS亲缘关系最近;PoCCS1在'凤丹'的根、茎和叶中表达水平相近,'凤丹'盐胁迫8 h后,PoCCS1在叶片和根中的表达受到显著诱导,干旱胁迫8 h后,PoCCS1在叶片中的表达下调,根中表达无显著变化;4个抗氧化能力不同的牡丹品种'鲁荷红'凤丹'香玉'和'乌云集盛'氧化胁迫处理后PoCCS1表达模式差异显著,随处理时间增加,在抗氧化能力强的'乌云集盛'和'香玉'中PoCCS1的表达显著上调并在处理4 h后保持较高水平,在抗氧化能力较弱的'凤丹'中表达稳定,在抗氧化能力最弱的'鲁荷红'中先升后降并在处理4h后显著下调.综上,PoCCS1基因编码蛋白具有植物C C S的完整典型结构,可能参与牡丹响应盐胁迫和干旱胁迫,并可能与不同牡丹品种抗氧化能力差异相关.