番木瓜干旱胁迫相关CpDHN1基因的克隆与分析

番木瓜（Carica papaya L.）隶属于番木瓜科番木瓜属,是一种营养价值高的热带果树,广泛种植于热带和亚热带地区。作为全年结果的典型热带作物,番木瓜易受寒害、旱害等非生物胁迫的影响。然而,目前有关番木瓜的抗逆研究主要集中于导致绝产的病毒病,鲜见针对非生物胁迫的报道。脱水素又名第二类胚胎发育晚期丰富蛋白,属于亲水性高、富含甘氨酸、复杂度低的非结构蛋白,因其与生物的抗逆性密切相关而受到广泛关注。为解决番木瓜生产在地域上的局限性,并进一步提高其品质和产量,积极筛选和鉴定参与非生物胁迫响应的关键基因具有重要的理论意义和应用价值。本研究基于转录组获得的CpDHN1转录本序列,以‘台农二号’番木瓜组培苗叶片为材料,提取总RNA进行反转录,结合RT-PCR技术克隆了该基因636 bp的全长编码区序列,在此基础上对其进行序列、表达特性以及原核表达分析。结果显示,CpDHN1编码211个氨基酸,其理论分子量为24.09 kDa,等电点为5.05,总平均疏水指数为-1.584,不稳定系数为66.51,属于不稳定、高度亲水的细胞核定位蛋白。CpDHN1蛋白富含谷氨酸、赖氨酸和丝氨酸,含有3个保守区域,即2个K片段和1个S片段,符合脱水素蛋白的基本结构特征,属于SK_n型脱水素。生物信息学分析表明CpDHN1无跨膜螺旋,其二级结构中以α-螺旋结构占主导。表达分析显示,该基因在根、叶片和韧皮部树液中均有表达,且其表达水平受干旱胁迫调控。同源分析表明,CpDHN1与拟南芥AtLEA4序列相似性最高,为46.8%,而与番木瓜中已报导的另一个脱水素CpDHN的相似性仅为19.4%。研究还构建了CpDHN1的原核表达载体,根据SDS-PAGE结果,CpDHN1在40 kDa处有条中强度的诱导条带,而在55 kDa处有条高亮的诱导条带,可能与其无规结构有关。这些结果为进一步的功能分析与应用奠定了坚实的基础。

Molecular Cloning and Analysis of CpDHN1, a Gene in Response to Drought Stress in Papaya (Carica papaya L.)