南方农业学报

作者：冯小艳, 王俊刚, 赵婷婷, 彭李顺, 王文治, 冯翠莲, 沈林波, 张树珍,

关键词：甘蔗, 液泡膜二羧酸转运蛋白(TDT), 基因克隆, 组织, 铝胁迫,

【目的】克隆甘蔗液泡膜二羧酸转运蛋白基因（ScTDT），并分析其在甘蔗不同组织及在铝胁迫下的表达模式，为深入研究该基因功能及抵抗铝胁迫的分子机制提供理论依据。【方法】利用同源克隆技术从甘蔗品种ROC22中克隆ScTDT基因，利用生物信息学软件进行序列分析，采用实时荧光定量PCR技术检测该基因在甘蔗不同组织（根、茎和叶）及在铝胁迫（0、10和20μmol/L Al3+）下的表达水平。【结果】克隆获得的ScTDT基因，开放阅读框（ORF）全长1623 bp，编码540个氨基酸残基，蛋白相对分子量57.34 kD，理论等电点（pI）5.77，为不稳定的疏水蛋白，可能定位于质膜、液泡和/或高尔基体，其氨基酸序列与高粱（XP_002460443.1）、水稻（XP_015612609.1）和玉米（PWZ04635.1）的TDT氨基酸序列具有高度相似性，其中与高粱的TDT氨基酸序列相似性最高，达96.30%，说明ScTDT与高粱TDT的亲缘关系最近。ScTDT基因在甘蔗根、茎和叶中均有表达，但根中表达量显著高于茎和叶（PScTDT基因表达量较对照组（0μmol/L Al3+）均显著升高，尤其是柳城05-136和中糖1202随着营养液中Al3+浓度增加，ScTDT基因的表达量呈显著升高趋势，说明高浓度Al3+胁迫更能诱导ScTDT基因高效表达。3个甘蔗品种中，以中糖1202的ScTDT基因表达量变化最大，柳城05-136次之，以ROC22的变化最小。【结论】克隆获得的ScTDT基因表达具有组织特异性，在根中高效表达可能与甘蔗抵抗铝胁迫相关，即植株通过上调根中ScTDT基因表达，从而加快液泡中苹果酸的释放，促使苹果酸从根中分泌到土壤与Al3+反应，从而减少铝毒害，表明ScTDT基因可能参与甘蔗抵抗铝胁迫，且不同甘蔗品种的抗铝胁迫能力有所不同。

来源：2021年第2期

《南方农业学报》期刊编辑部

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