苹果属山定子柠檬酸合成酶基因(MbCS1)的克隆及表达分析

为了研究不同铁效率基因型苹果砧木铁吸收利用的分子机理,本研究以铁低效基因型山定子(Malus baccata Borkh)为试材,根据实验室从铁高效基因型小金海棠(Malus xiaojinensis)克隆到与铁运输相关的基因柠檬酸合成酶基因(MxCS1)的全长序列设计特异引物,通过RT-PCR方法从山定子cDNA中克隆到柠檬酸合成酶基因CS,基因全长为1422bp,与金冠(Malus domestica Borkh cv.Golden Delicious)、小金海棠中的CS基因具有较高的同源性,将该基因命名为MbCS1(GenBank登录号:JQ898346)。利用生物信息学软件对山定子柠檬酸合成酶基因(MbCS1)进行预测分析,结果显示该基因预测编码473个氨基酸,相对分子量为54.26kD,理论等电点为8.95。亚细胞定位显示MbCS1蛋白定位在细胞膜上。半定量RT-PCR及Real-time PCR分析均表明,正常供铁时,该基因在山定子的根、茎、新叶中都有表达;缺铁处理(EDTA-NaFe,4μmol/L)时,该基因在根、茎和新叶中的表达加强,第9天达到最高值,之后开始下降;但各检测器官中表达增强的程度不同,其中茎中受缺铁诱导表达最明显。与小金海棠中MxCS1基因的表达趋势有明显的差别。本研究为高等植物抗性机理的深入研究以及铁低效资源型砧木资源的改良提供了基础资料。