玉米肌动蛋白解聚因子ZmADF4基因克隆、转录活性及表达分析

【目的】克隆玉米肌动蛋白解聚因子4（ZmADF4）基因，并对其转录活性和表达模式进行分析，为探究玉米ADF家族基因的功能及调控机制提供参考依据，也为玉米抵抗逆境胁迫研究提供潜在的基因资源。【方法】采用同源克隆技术克隆玉米叶片ZmADF4基因，运用生物信息学软件分析其编码蛋白的理化性质、保守结构域及二、三级结构；通过原生质体瞬时转化进行亚细胞定位；利用酵母自激活分析该基因转录活性，下载RNA-Seq数据分析其在不同组织中的表达特性，并利用实时荧光定量PCR检测其在不同逆境胁迫下的表达情况。【结果】从玉米叶片克隆获得的ZmADF4基因，编码区（CDS）长度为420 bp，编码139个氨基酸残基，蛋白分子量为15.855 kD，理论等电点（pI）为7.66，属于亲水性蛋白，具有典型的植物ADF蛋白家族的保守结构域ADF_gelsolin，主要定位于细胞质中。ZmADF4基因不具有转录自激活效应，且在根、茎、叶、花丝、花药、胚、胚乳和果皮等组织中呈差异性表达，在茎、果皮和叶片中表达量较高。ZmADF4基因对高温胁迫、低温胁迫、高盐胁迫、干旱胁迫及脱落酸处理均有响应，其中高温胁迫下，整体呈上调表达趋势，而低温胁迫和脱落酸处理下，整体呈下调表达趋势，干旱和高盐胁迫下则呈先上调再下调表达的趋势。【结论】ZmADF4基因属于ADF基因家族成员，不仅参与玉米茎、果皮和叶片的生长发育调控，还参与低温、高温、干旱、脱落酸、盐胁迫等逆境响应调控。