甘蓝BobHLH121基因克隆、亚细胞定位及表达分析

【目的】克隆甘蓝bHLH转录因子（BobHLH121）基因，分析其在不同组织及低温胁迫下的表达模式，为深入研究bHLH转录因子在甘蓝低温响应中的作用机理提供理论参考。【方法】克隆BobHLH121基因编码区（CDS）序列，利用生物信息学软件进行预测分析，并构建pCAMBIA1300-FaFKF1-GFP融合表达载体，通过农杆菌介导转染烟草表皮细胞，观察荧光信号以确定蛋白亚细胞定位情况。采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测BobHLH121基因在低温胁迫下的相对表达量。【结果】BobHLH121基因CDS长度为1367bp，定位于C06染色体上，其编码311个氨基酸，蛋白分子量为34.89 kD，理论等电点（pI）为5.42，不稳定系数为52.29，疏水性平均系数为-0.733，说明该蛋白为不稳定的亲水性蛋白，且呈酸性，定位于细胞核。BobHLH121蛋白的二级结构主要由α-螺旋（占30.87%）、延伸链（占9.32%）、β-转角（占2.89%）和无规则卷曲（占56.91%）组成，具有保守的HLH结构域。BobHLH121蛋白与拟南芥（NP_191768.2）、琴叶拟 南 芥（EFH52923.1）、亚 麻 荠（XP_01909381.1）、荠 菜（XP_023638997.1）、油 菜（CDY65446.1）、白 菜（XP_009104362.1）和萝卜（XP_018442860.1）等多种植物bHLH蛋白的氨基酸相似性分别为55.6%、54.8%、52.0%、50.3%、76.4%、73.9%和61.1%。系统发育进化树分析结果显示，BobHLH121与拟南芥（NP_191768.2）和琴叶拟南芥（EFH52923.1）bHLH蛋白在同一小分支上。BobHLH121基因启动子区域存在植物生长发育、非生物胁迫、激素应答和光响应大量的顺式作用元件。BobHLH121基因在叶片的相对表达量显著高于其他组织（P<0.05，下同），在其他组织中的相对表达量均较低。低温胁迫6~12h时BobHLH121基因的相对表达量较低温处理0h（对照）显著降低，在低温处理24h时急剧升高，显著高于其他处理时间，低温处理48 h时又显著降低，表明该基因可能在低温胁迫下延迟表达。【结论】BobHLH121基因含有bHLH家族典型的HLH保守结构域序列，具有明显的组织表达特异性，可能参与甘蓝叶片的生长发育调控，且响应低温胁迫，可能在甘蓝耐寒性中发挥调控作用。