王晓彤^1,2 , 张建禹^1,2 , 耿沙^2,3 , 任思杨^1,2 , 毋志浩^2,3 , 李瑞梅² , 姚远² , 郭建春² , 刘姣² , 胡新文¹

1 海南大学生命科学与药学院, 海口, 570228; 2 中国热带农业科学院热带生物技术研究所, 农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验 室, 海口, 571101; 3 海南大学热带作物学院, 海口, 570228
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2022 年, 第 20 卷, 第 5 篇   
收稿日期: 2021年03月25日    接受日期: 2021年04月09日    发表日期: 2022年09月14日

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AT-hook 是一类定位于细胞核的新型 DNA 结合蛋白基序，在细菌、真菌和动植物中普遍存在。AT-hook 蛋白家族在植物生长发育、激素应答以及逆境胁迫中发挥着重要调节作用。本研究从木薯中克隆出MeAHL22 基因，对其结构、亚细胞定位、启动子区域和表达模式进行分析。结果表明，MeAHL22 基因的开放阅读框长度为 873 bp，编码一个具有 290 个氨基酸的蛋白；结构分析发现该蛋白存在 AT-hook 基序和PPC/DUF296 结构域，二级结构主要由 琢- 螺旋(11.03%)、无规则卷曲(60%)、延伸链(21.72%)以及 茁- 转角(7.24%)构成；生物信息学分析表明，该蛋白不存在跨膜结构域和信号肽，为可溶性的亲水蛋白，预测其定位在细胞核；利用农杆菌介导法在烟草中进行瞬时表达融合表达载体，结果表明 MeAHL22 蛋白的确定位于细胞核，与预测结果一致。MeAHL22 基因启动子区域包含光响应、激素响应、非生物胁迫响应和生长进程相关的顺式作用元件。组织表达模式分析表明 MeAHL22 基因在木薯根、茎、叶中均表达，其中块根中的表达量明显高于其他组织。不同激素处理表明 MeJA 诱导 MeAHL22 在根茎叶中显著上调表达，ABA 则抑制其表达，GA 和 IAA 诱导在叶中上调表达。非生物胁迫处理表明 MeAHL22 对模拟干旱胁迫的诱导响应最为强烈，同时受到盐胁迫的诱导，但是对冷胁迫的敏感性较低。本研究初步确定了木薯 MeAHL22 基因在激素、非生物胁迫信号应答和生长发育进程中具有关键作用，为进一步研究 MeAHL22 基因的生物学功能提供了思路。

木薯；基因克隆； 亚细胞定位； 表达模式分析