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《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:

第46卷

期数:

2018年09期

页码:

28-33

栏目:

生物技术

出版日期:

2018-05-05

文章信息/Info

Title:

Cloning，expression and bioinformatic analysis of MeTPS1 gene in cassava

作者:

丁泽红;  付莉莉;  吴春来;  胡伟

中国热带农业科学院热带生物技术研究所，海南海口 571101

Author(s):

Ding Zehong; et al

关键词:

海藻糖合成酶; MeTPS1; 干旱; 低温; 遮阴; ABA; 表达分析

Keywords:

-

分类号:

S533.01

DOI:

-

文献标志码:

A

摘要:

海藻糖-6-磷酸合成酶(trehalose-6-phosphate synthase，简称TPS)是海藻糖生物合成途径中的关键酶，提高TPS基因的表达量可以增强植物在干旱、低温等非生物胁迫条件下的抗逆性。木薯是重要的热带经济作物和粮食作物，在严重干旱、低温或密植(遮阴)条件下，木薯块根产量会显著减少。为了研究TPS基因在木薯抗逆中的功能，通过同源基因克隆的方法，从木薯叶片中克隆了1个TPS基因MeTPS1，该基因含有1个2 781 bp的开放阅读框，编码926个氨基酸，含有TPS家族保守结构域。系统进化树分析表明，MeTPS1与杨树、杞柳中同源基因的亲缘关系较近，序列相似性分别达到88.1%、89.4%。启动子元件分析表明，MeTPS1含有干旱诱导元件(MBS)、热胁迫响应元件(HSE)、防御和胁迫响应元件(TC-rich repeats)以及光响应元件(ACE、Box I、Box 4)等。实时荧光定量PCR分析表明，MeTPS1在叶片中的表达量最高，在须根和储藏根中表达量最低，并且MeTPS1基因的表达能被干旱、低温和遮阴处理显著诱导，但对ABA处理无明显响应。这些结果表明，MeTPS1在转录水平参与木薯干旱、低温和遮阴胁迫的响应，可将其作为候选基因进一步研究其在木薯抗逆中的功能。

Abstract:

-

参考文献/References:

［1］张雯，王宇斐，郭延平. 高等植物6-磷酸海藻糖信号调控研究进展［J］. 植物生理学报，2016，52(4)：394-400.
［2］张建波，王莎莎，郝大海，等. 干旱和低温胁迫影响烟草幼苗海藻糖代谢的差异比较［J］. 生物技术通报，2015，31(10)：111-118.
［3］Garg A K，Kim J K，Owens T G，et al. Trehalose accumulation in rice plants confers high tolerance levels to different abiotic stresses［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2002，99(25)：15898-15903.
［4］郭蓓，胡磊，何欣，等. 海藻糖-6-磷酸合成酶转基因烟草提高耐盐性的研究［J］. 植物学通报，2008，25(1)：41-49.
［5］史健志，徐燕，纪德华，等. 坛紫菜6-磷酸海藻糖合成酶(TPS)家族基因的克隆及表达特征分析［J］. 水产学报，2015，39(4)：485-495.
［6］Jang I C，Oh S J，Seo J S，et al. Expression of a bifunctional fusion of the Escherichia coli genes for trehalose-6-phosphate synthase and trehalose-6-phosphate phosphatase in transgenic rice plants increases trehalose accumulation and abiotic stress tolerance without stunting growth［J］. Plant Physiology，2003，131(2)：516-524.
［7］Li H W，Zang B S，Deng X W，et al. Overexpression of the trehalose-6-phosphate synthase gene OsTPS1 enhances abiotic stress tolerance in rice［J］. Planta，2011，234(5)：1007-1018.
［8］丁菲，庞磊，李叶云，等. 茶树海藻糖-6-磷酸合成酶基因(CsTPS)的克隆及表达分析［J］. 农业生物技术学报，2012，20(11)：1253-1261.
［9］魏兵强，王兰兰，张茹，等. 辣椒TPS家族成员的鉴定与CaTPS1的表达分析［J］. 园艺学报，2016，43(8)：1504-1512.
［10］黄鹤，李卓夫，王晓楠，等. 低温下冬小麦与中国春的TPS基因表达分析［J］. 核农学报，2016，30(7)：1255-1262.
［11］Deng Y Y，Wang X L，Guo H，et al. A trehalose-6-phosphate synthase gene from Saccharina japonica (Laminariales，Phaeophyceae)［J］. Molecular Biology Reports，2014，41(1)：529-536.
［12］Kosmas S A，Argyrokastritis A，Loukas M G，et al. Isolation and characterization of drought-related trehalose 6-phosphate-synthase gene from cultivated cotton (Gossypium hirsutum L.)［J］. Planta，2006，223(2)：329-339.
［13］Mu M，Lu X K，Wang J J，et al. Genome-wide identification and analysis of the stress-resistance function of the TPS (Trehalose-6-Phosphate Synthase) gene family in cotton［J］. BMC Genetics，2016，17(1)：54.
［14］Henry C，Bledsoe S W，Siekman A，et al. The trehalose pathway in maize：conservation and gene regulation in response to the diurnal cycle and extended darkness［J］. Journal of Experimental Botany，2014，65(20)：5959-5973.
［15］Okogbenin E，Setter T L，Ferguson M，et al. Phenotypic approaches to drought in cassava：a review［J］. Frontiers in Physiology，2013，4：93.
［16］Brown A L，Cavagnaro T R，Gleadow R，et al. Interactive effects of temperature and drought on cassava growth and toxicity：implications for food security?［J］. Global Change Biology，2016，22(10)：3461-3473.
［17］卢赛清，盘欢，马崇熙，等. 2008年广西木薯低温冻害情况及应对措施［J］. 广西热带农业，2009(1)：21-22.
［18］Okoli P S O，Wilson G F. Response of cassava (Manihot esculenta Crantz) to shade under field conditions［J］. Field Crops Research，1986，14(4)：349-359.
［19］Ding Z H，Zhang Y，Xiao Y，et al. Transcriptome response of cassava leaves under natural shade［J］. Scientific Reports，2016，6：31673.
［20］丁泽红，付莉莉，铁韦韦，等. 木薯MeNCED3基因克隆，结构变异及其表达分析［J］. 生物技术通报，2016，32(10)：148-153.
［21］Xu J，Duan X，Yang J，et al. Enhanced reactive oxygen species scavenging by overproduction of superoxide dismutase and catalase delays postharvest physiological deterioration of cassava storage roots［J］. Plant Physiology，2013，161(3)：1517-1528.
［22］Fu L L，Ding Z H，Han B Y，et al. Physiological investigation and transcriptome analysis of polyethylene glycol (PEG)-induced dehydration stress in cassava［J］. International Journal of Molecular Sciences，2016，17(3)：283.
［23］Delorge I，Figueroa C M，Feil R，et al. Trehalose-6-phosphate synthase 1 is not the only active TPS in Arabidopsis thaliana［J］. Biochemical Journal，2014，466(2)：283-290.
［24］邢文婷，李科明，贾彩红，等. 香蕉海藻糖合成酶基因(MaTPS5)生物学及表达特性分析［J］. 生物技术通报，2017，33(2)：118-124.
［25］许桂莺，徐碧玉，邢文婷，等. 香蕉MaTPS4基因序列及表达特性分析［J］. 热带作物学报，2016，37(3)：532-538.
［26］Yang H L，Liu Y J，Wang C L，et al. Molecular evolution of trehalose-6-phosphate synthase(TPS)gene family in Populus，Arabidopsis and rice［J］. PLoS One，2012，7(8)：e42438.
［27］江敏，刘才，宁慧宇，等. 脱落酸对涝渍条件下棉花幼苗生长及相关生理指标的影响［Ｊ］. 江苏农业科学，２０１７，４５（７）：７３-７５.
［28］蔡凤香，陈豆豆，杨飞，等. 镉锌互作条件下ABA对水稻幼苗根系生长和生长素分布的影响［J］. 江苏农业科学，2016，44（6）：114-117.
［29］Shinozaki K，Yamaguchi-Shinozaki K. Gene networks involved in drought stress response and tolerance［J］. Journal of Experimental Botany，2007，58(2)：221-227.
［30］De Zelicourt A，Colcombet J，Hirt H. The role of MAPK modules and ABA during abiotic stress signaling［J］. Trends in Plant Science，2016，21(8)：677-685.

相似文献/References:

备注/Memo

备注/Memo:

收稿日期：2017-08-21
基金项目：国家自然科学基金(编号：31600198)；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(编号：1630052016012)。
作者简介：丁泽红(1982—)，男，湖南岳阳人，博士，副研究员，主要从事植物分子生物学研究。Tel：(0898)66989380；E-mail：dingzehong@itbb.org.cn。
通信作者：胡伟，博士，副研究员，主要从事植物分子生物学研究。Tel：(0898)66890587；E-mail：huwei2010916@126.com。

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更新日期/Last Update: 2018-05-05