樟树SPS基因克隆及其在干旱胁迫下的表达分析

[目的]蔗糖作为生物体内至关重要的渗透调节剂，在植物抵抗旱中扮演着核心角色。作为蔗糖合成过程中的关键酶基因，蔗糖磷酸合成酶基因SPS在干旱的胁迫条件下表现出显著的表达活性。为了明确樟树SPS基因的家族成员的序列信息及干旱胁迫下的表达情况。[方法]对樟树SPS基因的家族成员SPS1、SPS3、SPS4序列进行了克隆和序列分析，并通过模拟干旱处理，采用实时荧光定量PCR技术，分析干旱胁迫下樟树SPS基因的表达情况。[结果]克隆了SPS基因的家族成员SPS1、SPS3、SPS4，序列的总长度分别为为3195、3120、3036 bp，分别编码1065、1039、1012个氨基酸。经比对分析发现，SPS1基因与莲(Nelumbo nucifera)同源性最为高，为80.77％;SPS3基因与澳洲坚果(Macadamia integrifolia)的同源性最高，为80.81％;SPS4基因与莲的同源性最高，达到了79.97％。SPS1、SPS3、SPS4蛋白均为不稳定的亲水性蛋白，二级结构分别含α螺旋结构41.41％、42.64％、43.08％，延伸链结构13.71％、13.19％、13.24％，β转角结构6.10％、6.35％、6.32％和无规则卷曲结构38.78％、37.82％、37.35％。蛋白N末端区域均包含蔗糖合酶结构域，中心区域包含一个糖基转移酶结构域，C末端区域具有一个蔗糖磷酸酶结构域;均不存在跨膜序列;均呈无规则螺旋型。qPCR结果显示，在干旱胁迫下，SPS1与SPS3基因在干旱处理前期，随着处理时间的延长，表达量增加，但到了干旱处理后期，表达量开始下降。SPS4基因在干旱处理初期表达量相对较低，随后开始显著上升。[结论]本研究成功克隆樟树SPS基因家族成员SPS1、SPS3、SPS4.干旱条件下，樟树SPS基因的表达量均发生了显著变化，证明了该基因家族在樟树响应干旱胁迫中的关键作用。