许可¹ , 蒋卓君^1,2 , 丁玥竹¹ , 孙传芳¹ , 李沁蒙¹ , 马天意^1,2

1 齐齐哈尔大学生命科学与农林学院, 齐齐哈尔, 161006; 2 齐齐哈尔大学, 抗性基因工程与寒地生物多样性保护黑龙江重点实验室, 齐齐哈尔, 161006
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2020 年, 第 18 卷, 第 27 篇   
收稿日期: 2018年12月25日    接受日期: 2019年02月04日    发表日期: 2020年04月29日

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在植物抵御和适应干旱胁迫的过程中，细胞中的氧化还原水平的调节十分重要，过氧化氢酶(catalase，CAT)是细胞氧化还原调控系统中的一个关键酶。砂藓(Racomitrium canescens)是一种具有强抗旱和旱后复水能力的藓类植物，其中能够响应干旱处理的基因和蛋白质可能与其抗旱特性功能相关。在本研究中，我们发现了一个在砂藓干旱处理转录组数据中呈上调表达的过氧化氢酶基因，将其命名为 RcCAT，我们对这个基因的 CDS 序列进行了克隆和相关的生物信息学分析，并对砂藓复水和快速脱水过程中 RcCAT 具体的表达变化进行了检测。RcCAT 的 CDS 全长 1 560 bp，编码含有 519 个氨基酸残基的多肽序列。对 RcCAT 蛋白质的氨基酸序列进行生物信息学预测，结果显示 RcCAT 相对分子质量为 58.6 kD，理论等电点为 6.52，不含有跨膜结构和信号肽，具有过氧化氢酶的保守结构域，与其它苔藓植物中的一些过氧化氢酶序列同源性较高，属于不稳定的亲水性蛋白质。在砂藓的复水和快速脱水过程中，RcCAT 的表达水平均呈现快速大幅度的变化趋势，具有表达变化峰值，说明该基因具有能够快速响应干旱胁迫的可能性。本研究为从基因表达水平研究过氧化氢酶生物学功能提供理论依据，为进一步挖掘砂藓抗旱机制提供基础资源。

砂藓；抗旱；过氧化氢酶基因；克隆；表达分析