侯爽¹ , 何巧丽¹ , 马仲炼^1,2 , 谢小玉 ^1*

1 西南大学农学与生物科技学院, 重庆, 400715; 2 昭通学院农学与生命科学学院, 云南, 657000
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2020 年, 第 18卷, 第 5 篇   
收稿日期: 2019年02月26日    接受日期: 2019年03月05日    发表日期: 2020年05月19日

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为了解甘蓝型油菜苹果酸脱氢酶(cyMDH)的生理特性、结构，同时探究 cyMDH 基因对干旱胁迫的响应规律。本研究以抗旱性强的甘蓝型油菜‘94005’为研究材料，在初花期采用盆栽控水试验，设置了 4 个干旱处理：轻度干旱(LD)、中度干旱(MD)、重度干旱(SD)和极度干旱(ED)，以正常浇水作为对照(CK)，测定叶片光合指标、cyMDH 酶活性，通过实时荧光定量 PCR (RT-qPCR)分析 cyMDH 基因的表达量，采用 3' RACE 方法克隆 cyMDH 基因全长序列，并对测序结果进行生物信息学分析，复水后生长至成熟期测定产量。结果表明，cyMDH 基因序列全长 1 440 bp，996 bp 的开放阅读框(ORF)位于 207~1 205 区域，编码 332 个氨基酸(GenBank 登录号 MH316130)；Softberry 亚细胞定位分析表明该蛋白是亲水细胞质蛋白，无跨膜区域；cyMDH 蛋白分子量为 35.69 KD，等电点为 6.11；蛋白的二级结构预测结果表明，cyMDH 蛋白由 α- 螺旋(44.88%)、无规则卷曲(34.04%)、延伸链(17.17%)以及 β- 转角(3.92%)组成；甘蓝型油菜‘94005’的 cyMDH 与拟南芥的 cyMDH 同源性最高达到 93%。随着干旱胁迫加剧 MDH 基因表达量无显著变化。干旱胁迫下 cyMDH 酶活性与甘蓝型油菜‘94005’叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间 CO₂ 浓度、产量成负相关，与水分利用效率成正相关。本研究获得了甘蓝型油菜 cyMDH 基因，并对其理化性质、结构等进行了预测与分析，同时对干旱胁迫下 cyMDH 酶活性与油菜叶片光合特性进行相关性分析，为进一步研究油菜抗旱分子机制提供科学依据，同时为油菜抗旱品种的选育提供理论支持。
 

甘蓝型油菜；干旱胁迫；苹果酸脱氢酶(cyMDH)；基因克隆；光合特性