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玉米蔗糖转运蛋白基因ZmSUT4克隆及其低温胁迫下的表达模式
引用本文:弓雪,姜敏,齐欣,刘欣芳,卢生乔,陈坤,刘亚利,张述宽,马涛,杨耀迥.玉米蔗糖转运蛋白基因ZmSUT4克隆及其低温胁迫下的表达模式[J].南方农业学报,2019,50(6):1165-1172.
作者姓名:弓雪  姜敏  齐欣  刘欣芳  卢生乔  陈坤  刘亚利  张述宽  马涛  杨耀迥
作者单位:广西农业科学院玉米研究所,南宁,530007辽宁省农业科学院玉米研究所,沈阳,100161广西农业职业技术学院作物研究所,南宁,530007
基金项目:国家自然科学基金;广西壮族自治区科技重大专项;广西农业科学院玉米研究所发展基金项目
摘    要:目的]克隆玉米蔗糖转运蛋白基因ZmSUT4,并明确其组织表达特性及在低温胁迫下的表达模式,为深入研究SUT4基因响应低温胁迫的作用机理提供理论依据.方法]以玉米自交系黄早四幼苗为材料,采用RT-PCR克隆其ZmSUT4基因,分析其生物学信息,构建系统发育进化树,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其组织表达特异性及低温胁迫(4℃)下不同组织中的表达模式.结果]克隆获得的ZmSUT4基因(GenBank登录号MK541991)全长为1621 bp,开放阅读框(ORF)长度为1506 bp,编码501个氨基酸,编码蛋白的分子量53.36 kD,理论等电点(pI)8.84,具有12个跨膜结构,定位于细胞膜上,既属于易化扩散载体(MFS)家族成员,也属于蔗糖/H+共转运体(GPH)超家族成员,其中第25~447位氨基酸是MFS家族蛋白的保守结构域,第17~484位氨基酸是GPH超家族成员的蔗糖运转子保守结构域GPH-sucrose.ZmSUT4蛋白的氨基酸序列与单子叶植物SUT4蛋白同源性较高,为86%~96%,聚集在同一分支上;与双子叶植物SUT4蛋白同源性较低,为62%~65%,说明该类蛋白在不同物种间高度保守.ZmSUT4基因在玉米的根、茎和叶中均有表达,以根中的表达量最高,其次是叶,茎中的表达量最低.低温胁迫下,ZmSUT4基因在不同组织中表达量模式不同,根和叶中ZmSUT4基因表达量均在胁迫24 h达最大值,分别是低温胁迫前(0 h)表达量的2.21和2.62倍,茎中的ZmSUT4基因表达量在胁迫6 h达最大值,是低温胁迫前表达量的3.01倍.结论]ZmSUT4基因受低温胁迫诱导表达,推测其是调控玉米响应低温胁迫的关键基因.

关 键 词:玉米    蔗糖转运蛋白    ZmSUT4基因    低温胁迫    基因表达    生物信息学分析

Cloning of sucrose transporter gene ZmSUT4 from maize and its expression analysis under low temperature stress
GONG Xue,JIANG Min,QI Xin,LIU Xin-fang,LU Sheng-qiao,CHEN Kun,LIU Ya-li,ZHANG Shu-kuan,MA Tao,YANG Yao-jiong.Cloning of sucrose transporter gene ZmSUT4 from maize and its expression analysis under low temperature stress[J].Journal of Southern Agriculture,2019,50(6):1165-1172.
Authors:GONG Xue  JIANG Min  QI Xin  LIU Xin-fang  LU Sheng-qiao  CHEN Kun  LIU Ya-li  ZHANG Shu-kuan  MA Tao  YANG Yao-jiong
Abstract:
Keywords:
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