谷子磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPC)對逆境脅迫的響應

摘要：為解析谷子磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC,Phosphoenolpyruvate carboxylase)在非生物逆境脅迫下的響應特征。從谷子基因組中鑒定出一個SiPEPC(Seita.1G020700)基因,利用相關軟件對其氨基酸序列、蛋白特征、功能、信號途徑、順勢應答元件等參數特征進行分析和預測,隨后分析了該基因在幼苗期逆境脅迫下的動態表達模式及在拔節期、抽穗期、灌漿期不同光照處理和干旱脅迫下的表達。結果表明,該基因位于谷子1號染色體,基因組序列長6 652 bp,編碼965個氨基酸,基因無可變剪切、不含內含子;功能域分析顯示,該基因含PEPC基因的特征結構域;多序列比對發現,該PEPC蛋白與其他植物PEPC蛋白非常相似,具有非常保守的序列結構。實時熒光定量PCR分析表明,SiPEPC(Seita.1G020700)在ABA、低溫、PEG、高鹽脅迫下表達量均有所上調,其中,在ABA處理時,表達量呈現波動,在12 h被誘導達到峰值。在低溫處理時,表達量持續上升,在24 h達到峰值;在PEG和NaCl處理時表達量整體呈上升趨勢,均在12 h達到峰值,在24 h其表達量均急劇下降。進一步研究表明,SiPEPC基因在拔節期和抽穗期正常光照強度下參與了對干旱脅迫的響應,推測SiPEPC(Seita.1G020700)基因參與了谷子對非生物逆境的應答,可能在干旱和其他逆境脅迫信號途徑中起關鍵作用。