CAJ | 학술논문

植物半胱氨酸蛋白酶抑制剂(Cysteine proteinase inhibitor,CPI)在植物的抗逆基因工程中发挥着越来越重要的作用,分离和克隆植物CPI基因进而研究该基因的功能是植物抗逆基因工程研究的热点.为从分子水平上揭示CPI基因在杜梨防御机制中所起的作用,利用RACE和PCR方法,从杜梨种子中克隆CPI基因的cDNA和DNA序列,并采用跨内含子表达引物进行半定量RT-PCR来分析该基因在不同胁迫条件下的表达情况.结果表明:PbCPI基因cDNA长度为987 bp,开放阅读框包含738个核苷酸,编码1个由信号肽(26个氨基酸)和成熟肽(219个氨基酸)组成的多肽.该多肽预测的等电点为6.68,估计的相对分子质量为27 190.其对应基因组DNA序列由3个外显子(1 ～302 bp,401 ～772 bp,1615～1 897 bp)和2个内含子(303～400 bp,773～1 614 bp)组成.通过PSORT进行亚细胞定位分析发现PbCPI蛋白位于内质网上.PbCPI基因编码的多肽具有植物CPI产生抑制活性所必需的一级结构:2个甘氨酸残基( Gly46-Gly47)、假定的反应域QXVXG(Q90 -V91 -V92 -A93 -G94)和A/PW基序(p120-w121);并包含植物CPI家族高度保守的特征序列模式LARFAVQEHN、QVVAG和YQAKVWVKPW.进化树分析表明PbCP1和蔷薇科植物CPI蛋白位于分子进化树的同一发育分支上,并且与苹果MdCPI(AAO19652)蛋白具有较高的一致性(95.92％).杜梨叶片中PbCPI为诱导型表达,高温(30℃)、低温(4℃)、NaCl、机械损伤、MeJA或ABA处理4h后其表达量明显上调,即其对温度胁迫、盐碱、机械损伤和外源激素处理均存在转录响应,这表明该基因参与了杜梨对生物或非生物胁迫的防御机制.
식물반광안산단백매억제제(Cysteine proteinase inhibitor,CPI)재식물적항역기인공정중발휘착월래월중요적작용,분리화극륭식물CPI기인진이연구해기인적공능시식물항역기인공정연구적열점.위종분자수평상게시CPI기인재두리방어궤제중소기적작용,이용RACE화PCR방법,종두리충자중극륭CPI기인적cDNA화DNA서렬,병채용과내함자표체인물진행반정량RT-PCR래분석해기인재불동협박조건하적표체정황.결과표명:PbCPI기인cDNA장도위987 bp,개방열독광포함738개핵감산,편마1개유신호태(26개안기산)화성숙태(219개안기산)조성적다태.해다태예측적등전점위6.68,고계적상대분자질량위27 190.기대응기인조DNA서렬유3개외현자(1 ～302 bp,401 ～772 bp,1615～1 897 bp)화2개내함자(303～400 bp,773～1 614 bp)조성.통과PSORT진행아세포정위분석발현PbCPI단백위우내질망상.PbCPI기인편마적다태구유식물CPI산생억제활성소필수적일급결구:2개감안산잔기( Gly46-Gly47)、가정적반응역QXVXG(Q90 -V91 -V92 -A93 -G94)화A/PW기서(p120-w121);병포함식물CPI가족고도보수적특정서렬모식LARFAVQEHN、QVVAG화YQAKVWVKPW.진화수분석표명PbCP1화장미과식물CPI단백위우분자진화수적동일발육분지상,병차여평과MdCPI(AAO19652)단백구유교고적일치성(95.92％).두리협편중PbCPI위유도형표체,고온(30℃)、저온(4℃)、NaCl、궤계손상、MeJA혹ABA처리4h후기표체량명현상조,즉기대온도협박、염감、궤계손상화외원격소처리균존재전록향응,저표명해기인삼여료두리대생물혹비생물협박적방어궤제.