薄荷Ca²⁺传感器基因McCBL4的克隆及表达模式分析

康琴; 唐伟林; 吴双玙; 杜俊波; 许文志; 汪霞; 徐东北; 《西南农业学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：【目的】克隆薄荷（Mentha canadensis L.）McCBL4基因，并对其编码蛋白的特征以及系统进化、蛋白定位进行分析。同时，基于该基因的表达模式，对McCBL4的生物学功能进行初步探究，为薄荷的分子育种提供理论依据。【方法】基于前期薄荷RNA-seq数据克隆McCBL4基因，利用生物信息学工具分析McCBL4蛋白的理化特性；利用烟草叶片瞬时表达分析其亚细胞定位；通过实时荧光定量PCR检测其在薄荷组织、叶序中的表达及在不同胁迫处理下的表达模式。【结果】薄荷McCBL4基因的编码序列全长为642 bp,编码213个氨基酸，蛋白分子量为24.59 kDa,蛋白等电点为4.88。McCBL4蛋白含有典型的EF-hand结构域以及羧基端的PFPF丝氨酸基序，与丹参（Salvia miltiorrhiza）SmCBL4和一串红（S.splendens）SsCBL4亲缘关系最近。McCBL4蛋白分布于细胞膜、细胞质和细胞核中。qRT-PCR分析表明，McCBL4在根、茎、幼叶、老叶、花、蕾、茎尖以及不同叶序中均有表达，其相对表达量在根、花中最高，茎中最低；并且随着叶片发育，其表达整体呈上调趋势；此外，McCBL4基因在薄荷叶片和根部对外源激素MeJA、ABA以及干旱、NaCl、AlCl₃、CdCl₂和CuCl₂等逆境处理均有响应。【结论】本研究克隆了McCBL4基因，并分析其编码蛋白的特性，发现McCBL4在各个组织中有表达，对MeJA、ABA以及多个非生物胁迫处理有响应，暗示McCBL4作为Ca²⁺传感器，可能参与薄荷中Ca²⁺信号的传递过程，进而调控薄荷器官的发育以及对各种非生物胁迫的适应性反应。

关键词： 薄荷 McCBL4基因 生物信息学 基因表达谱