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摘要
【目的】克隆‘早钟6号'枇杷(Eriobotrya japonica‘Zaozhong 6')的一个质膜水孔蛋白(plasma membrane intrinsic protein,PIP)基因,分析其序列特征,研究接种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌对枇杷水分利用效率(water use efficiency,WUE)及对质膜水孔蛋白基因表达模式的影响。【方法】以‘早钟6号'枇杷实生苗为材料,通过盆栽试验,设置2个处理(AM和NM),5个重复,利用光合测定系统对叶片水平上水分利用效率进行测定;采用RT—PCR和RACE技术克隆该基因的cDNA全长,结合生物信息学软件对其序列特征进行分析,利用实时荧光定量PCR(Real time—PCR)分析接种AM真菌后该基因在枇杷叶片和根中的表达模式。【结果】在有效的光合同化时间(7:00—17:00)内,接种AM真菌显著的提高了枇杷的水分利用效率。克隆得到枇杷质膜水孔蛋白基因EjPIP1(GenBank登录号:JX041 627),cDNA全长为1 142 bp,编码区含861 bp,共编码286个氨基酸。氨基酸序列分析表明,EjPIP1具有水孔蛋白家族高度保守的2个NPA(Asn—Pro—Ala,天冬氨酸-脯氨酸-丙氨酸)基序。同源性分析显示,枇杷EjPIP1氨基酸序列与已报道的苹果(Malus domestica)、桃(Prunus persica)和智利草莓(Fragaria chiloensis)等高等植物的氨基酸序列同源性很高,分别为97%、92%和90%。Rea1 time-PCR分析结果证实,EjPIP1在枇杷叶片和根中均有表达,并且叶片中的相对表达量略高于根中。正常供水条件下,接种AM真菌后,该基因在根中表达上调,在叶片中表达下调。【结论】接种AM真菌提高了‘早钟6号'枇杷叶片水平上水分利用效率。从枇杷叶片中克隆得到了一个质膜水孔蛋白类的基因EjPIP1,实时荧光定量PCR分析表明该基因在枇杷叶片和根中表达受AM真菌的影响,该基因的表达模式有利于提高AM植株的水分利用效率。
