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小麦TaCLC-e-3AL基因功能分析及互作蛋白鉴定
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作者 宋腾钊 毛培钧 +7 位作者 杨瑞鹏 李冰冰 刘腾飞 谢玉民 李妍珂 袁梦营 程西永 许海霞 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期835-847,共13页
【目的】分析小麦氯离子通道TaCLC-e-3AL基因功能并鉴定其互作蛋白,以解析TaCLC-e-3AL参与小麦响应低氮胁迫的作用机制。【方法】以拟南芥AtCLC-e氨基酸序列为参考序列,通过BlastP对小麦基因组数据库进行比对,获得TaCLC-e-3AL(TraesCS3A... 【目的】分析小麦氯离子通道TaCLC-e-3AL基因功能并鉴定其互作蛋白,以解析TaCLC-e-3AL参与小麦响应低氮胁迫的作用机制。【方法】以拟南芥AtCLC-e氨基酸序列为参考序列,通过BlastP对小麦基因组数据库进行比对,获得TaCLC-e-3AL(TraesCS3A02G253600)、TaCLC-e-3B(TraesCS3B02G285500)和TaCLC-e-3DL(TraesCS3D02G254500)3个基因,分析其基因结构和系统进化关系。将TaCLC-e-3AL-p1300-GFP融合蛋白表达载体转化至小麦原生质体中,分析TaCLC-e-3AL的亚细胞定位特征;采用转基因拟南芥进行异源功能验证,利用酵母双杂交筛选与TaCLC-e-3AL相互作用的蛋白。【结果】生物信息学分析表明,TaCLC-e-3AL编码的蛋白含有11个跨膜结构域,与乌拉尔图小麦TuCLC-e同源性最高。组织表达量预测分析表明,TaCLC-e-3AL基因在小麦的叶片和茎部表达量较高。顺式作用元件分析表明,其可能响应光、激素以及逆境胁迫等信号。亚细胞定位显示,TaCLC-e-3AL蛋白经内质网分选后定位于叶绿体内。过表达TaCLC-e-3AL转基因拟南芥植株在低氮胁迫条件下可以储存更多的NO_(3)^(-),并能够维持植株体内NO_(3)^(-)/Cl^(-)的稳态,不引起植株根长和鲜重的显著变化。酵母双杂交文库筛选显示TaCLC-e-3AL与水通道、叶绿体a/b结合蛋白和电压依赖性阴离子通道3个蛋白互作,表明TaCLC-e-3AL可能与它们协同参与干旱胁迫响应、光合作用、信号传导等生物过程。【结论】小麦氯离子通道蛋白TaCLC-e-3AL位于叶绿体内。TaCLC-e-3AL基因转化至拟南芥中过表达,在低氮胁迫条件下较野生型可以在植株体内储存更多的NO_(3)^(-),并维持NO_(3)^(-)/Cl^(-)的值,表明TaCLC-e-3AL可能调控Cl^(-)和NO_(3)^(-)的协同运输。TaCLC-e-3AL通过与水通道蛋白、叶绿体a/b结合蛋白、电压依赖性阴离子通道蛋白互作,参与小麦的干旱胁迫、光合作用和离子胁迫应答。 展开更多
关键词 小麦 氯离子通道蛋白 TaCLC-e-3AL 功能分析 互作蛋白
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