生菜低温胁迫转录因子LsICE1的克隆、特征分析及其转化水稻

 【目的】克隆生菜（Lactuca sativa L.）低温胁迫转录因子LsICE1，对其进行序列分析和水稻遗传转化，研究超表达LsICE1基因对水稻耐低温能力的影响。【方法】设计简并引物，利用RT-PCR技术获得生菜LsICE1基因保守区域，再通过SON-PCR技术获得LsICE1基因的5′端和3′端，拼接得到全长的cDNA。对该序列进行生物信息学分析，采用半定量RT-PCR研究LsICE1的低温表达模式。最后构建植物表达载体，利用农杆菌介导法对水稻进行遗传转化。通过比较低温处理后对照和转基因株系的存活率和生理指标，鉴定超表达LsICE1基因对水稻耐低温能力的调控作用。【结果】测序结果显示，拼接后的cDNA片段长1 622 bp，包含一个1 497 bp完整的开放阅读框，编码498个氨基酸残基，命名为LsICE1，GenBank登录号为HQ848932。半定量RT-PCR研究表明，LsICE1基因是冷诱导条件下差异表达的基因。进化树分析表明，LsICE1蛋白与葡萄的ICE1蛋白亲缘关系最近，处于同一进化分枝。PCR和RT-PCR分子检测证明，LsICE1基因已经整合到水稻基因组中。与对照相比，低温处理后超表达LsICE1基因的转基因株系存活率和脯氨酸含量明显增加，相对电导率和丙二醛含量积累速率明显下降。【结论】首次从生菜中克隆了低温胁迫转录因子LsICE1，超表达LsICE1基因水稻株系提高了抗低温胁迫能力。