%A 娄永峰, 杨丽, 彭镇华, 赵韩生, 高志民 %T 毛竹4个B-box锌指蛋白序列和基因表达特征及PeBZF4的功能 %0 Journal Article %D 2015 %J 林业科学 %R 10.11707/j.1001-7488.20150305 %P 34-40 %V 51 %N 3 %U {http://www.linyekexue.net/CN/abstract/article_7045.shtml} %8 2015-03-25 %X
【目的】 B-box锌指蛋白(BZF)在植物生长发育和应对逆境过程中发挥着重要的调控作用。强光胁迫对竹子的生长发育有着重要的影响,通过分析毛竹BZF基因编码蛋白的分子特征及组织表达模式,研究过量表达PeBZF 4 转基因植株的荧光动力学参数变化,以期为揭示竹子BZF基因对强光的应答与调节机制提供参考。【方法】 采用同源基因比对的方法直接从BambooGDB中获得毛竹BZF基因同源序列,利用专用软件和在线公共平台分析基因及其编码蛋白序列,查找各种作用元件,预测蛋白功能结构域,分析蛋白的亲水性/疏水性。采用实时定量PCR技术分析基因在不同组织中的表达情况以及强光(1 200 μmol·m-2s-1)和黑暗处理后基因在叶片中的表达变化。构建PeBZF 4 基因的过量表达载体,利用农杆菌介导法转化拟南芥,直接观察转基因植株表型,利用IMAGING-PAM荧光仪测定其叶绿素荧光参数。【结果】 从毛竹数据库获得4条不同的BZF基因同源序列,编码4个不同的锌指蛋白,分别命名为 PeBZF1,PeBZF2,PeBZF3和PeBZF4。4个基因中均具有光应答顺式作用调控元件ACE和G-box,但它们所含光应答元件却有所差异,PeBZF 1 中有MNF1和Sp1,PeBZF 2 中有I-box,Sp1和boxⅡ,PeBZF3和PeBZF4 中有GT1-motif,MNF1和Sp1。4个基因所编码的蛋白都具有2个B-box结构域和CHC3H2锌指结合域,属于B-box型锌指蛋白。在根、茎、叶片和叶鞘中的表达4个基因存在着明显差异,其中PeBZF 1和PeBZF3 在叶片中的表达丰度最高, PeBZF2和PeBZF4 在叶鞘中的表达丰度最高。强光处理后4个基因的表达均受到抑制,且随着光照时间的延长 PeBZF2和PeBZF3 的表达呈逐渐下降趋势,而 PeBZF1和PeBZF4 的表达却在光照1 h时比0.5 h时略微上调,随后迅速下降; 黑暗对 PeBZF1,PeBZF2和PeBZF3 的表达有明显抑制作用,而PeBZF 4 的表达却显著上调,约是对照的3.2倍。过量表达PeBZF 4 的转基因植株光系统Ⅱ的实际光合效率Y(Ⅱ)和非光化学猝灭(NPQ)值都比野生型有不同程度的提高。【结论】 毛竹中有4个不同B-box型锌指蛋白基因,其表达为组成型,强光和黑暗处理4个基因的表达变化表明它们参与了光胁迫的应答调节。过量表达PeBZF 4 基因能够提高转基因植株的Y(Ⅱ)和NPQ值,证明PeBZF 4 能够增强其热耗散能力,提高强光下的光合效率。因此,BZF可能与竹子抵抗强光胁迫有关。