刘子辉 , 李嵩 , 冯燕茹 , 周琪 , 张向展 , 赵书平 , 柴守诚^* , 郑炜君^*

西北农林科技大学农学院, 杨凌, 712100
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2018 年, 第 16 卷, 第 1 篇   
收稿日期: 2018年03月09日    接受日期: 2018年04月03日    发表日期: 2019年01月19日

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RNA 解旋酶(RNA helicase)参与多种逆境胁迫应答，是重要的抗逆候选基因。本研究成功从小白麦(Triticum aestivum)中克隆了一个参与干旱、高温胁迫响应的 DEAD-box RNA 解旋酶基因 TaDEAD1-B 的CDS 全长序列并对其在逆境胁迫的表达模式进行了分析。进而将 TaDEAD1-B 基因的编码区构建到原核表达载体 pColdTM TF，转化大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3)菌株后，对其最优原核表达条件(异丙基硫代半乳糖苷(isopropyl茁-D-1-thiogalactopyranoside, IPTG)诱导浓度、培养温度和时间进行了分析。采用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)对重组蛋白 pCold^TM TF-TaDEAD1-B 的可溶性进行了研究，进而利用磁珠法对重组蛋白进行了分离纯化；最后利用甲醛变性凝胶(Formaldehyde denatured gel)电泳法验证了 TaDEAD1-B 的解旋酶功能。结果表明，TaDEAD1-B的 cDNA (GenBank 登录号: MG888432)含有 68 bp 的 5'UTR，1 905 bp 的基因编码区和 79 bp 的 3'UTR，编码634 个氨基酸；理论分子量为 67.06 kD，理论等电点 pI 7.69。干旱胁迫和高温胁迫下的表达分析表明TaDEAD1-B 的表达量分别在胁迫后 6 h 和 4 h 达到最高峰值，组织特异性表达分析表明 TaDEAD1-B 在生殖器官小穗中优势表达。重组蛋白 pColdTM TF-TaDEAD1-B 的最佳诱导表达条件为 IPTG (1.0 mmol/L)，16℃，150 r/min 诱导 16 h，且重组蛋白是可溶的。甲醛变性凝胶电泳证明 TaDEAD1-B 蛋白具有 ATP 依赖型 RNA解旋酶活性。逆境胁迫和组织表达模式分析以及其解旋酶功能验证为研究 TaDEAD1-B 在小麦中的生物学功能提供了理论参考。

小麦；DEAD-box RNA 解旋酶；TaDEAD1-B；原核表达；解旋酶活性