梁潘霞，邢 穎，廖 青，黃 杏 ，李長寧，黃太慶，江澤普，李楊瑞*

(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院資源與環(huán)境研究所，廣西 南寧 530007；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究中心/農(nóng)業(yè)部廣西甘蔗生物技術(shù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣西甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530007)

甘蔗ASR基因克隆及水分脅迫下的表達(dá)分析

梁潘霞1，邢 穎1，廖 青1，黃 杏2，李長寧2，黃太慶1，江澤普1，李楊瑞2*

(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院資源與環(huán)境研究所，廣西 南寧 530007；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究中心/農(nóng)業(yè)部廣西甘蔗生物技術(shù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣西甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530007)

【目的】克隆甘蔗ASR(ABA-stress-ripening)基因的序列并檢測其在干旱脅迫下的表達(dá)量，為甘蔗抗逆脅迫機(jī)制的研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)?！痉椒ā恳愿收崛~片總 RNA 為模板，通過 RT-PCR 擴(kuò)增ASR基因的 cDNA，采用生物信息學(xué)軟件分析所克隆基因的編碼蛋白特性，并用熒光定量PCR分析該基因的表達(dá)情況?！窘Y(jié)果】克隆得到的 cDNA 片段長度為402 bp，編碼133個氨基酸，命名為SoASR1(GenBank登錄號：JQ712581)。同源性分析表明，SoASR1 基因在12種植物中的一致性為56 % ～ 99 %。實(shí)時熒光定量分析結(jié)果表明，隨著甘蔗干旱脅迫時間的延長，SoASR1基因表達(dá)量先升高后下降，干旱脅迫加硅處理的甘蔗葉片SoASR1基因表達(dá)量峰值比干旱處理提前34 h出現(xiàn)。【結(jié)論】克隆獲得甘蔗SoASR1基因，SoASR1基因受到干旱脅迫的誘導(dǎo)表達(dá)，在轉(zhuǎn)錄水平上參與了甘蔗抗干旱脅迫反應(yīng)，可作為候選基因用于甘蔗抗旱機(jī)制研究。施硅能進(jìn)一步提高甘蔗抗旱性。

甘蔗；干旱脅迫；ASR基因

【研究意義】甘蔗是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物和生物能源作物，甘蔗生產(chǎn)在我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民增收等方面扮演極其重要的角色。但近年極端氣候(如干旱、寒害)的頻發(fā)，對甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)造成了嚴(yán)重影響，使甘蔗和制糖工業(yè)生產(chǎn)遭受巨大損失。ASR基因在植物對逆境的適應(yīng)過程中起重要的保護(hù)作用，可以提高植物對干旱的耐脅迫能力。因此，對甘蔗ASR基因進(jìn)行克隆和表達(dá)分析，對研究其在甘蔗抗旱中的調(diào)控機(jī)制具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】Jha 等[1]研究表明，鹽角草在0.25 mol/L NaCl處理12 h后ASR基因表達(dá)量達(dá)到峰值，表明ASR蛋白的表達(dá)具有提高鹽角草細(xì)胞抗逆的能力。Frankel等[2]研究表明，番茄葉片的Asr1基因在干旱條件下大量表達(dá)，從而提高其抗旱性。Maskin等[3]發(fā)現(xiàn)，番茄受到水分脅迫后，在葉片中被誘導(dǎo)表達(dá)的是ASR1和ASR2基因，ASR3基因的表達(dá)量變化不大，在根中僅有ASR2被誘導(dǎo)表達(dá)。González等[4]研究發(fā)現(xiàn)，在水分脅迫下番茄葉片中ASR1基因甲基化位點(diǎn)數(shù)量減少，內(nèi)含子區(qū)域發(fā)生了去甲基化作用，這可能是ASR1基因表達(dá)量在水分脅迫下增加的重要原因。Wang等[5]在百合花粉中克隆到的ASR基因LLA23，在干旱脅迫下受到誘導(dǎo)?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前已從玉米[6]、水稻[7]、番茄[8]、葡萄[9]、大豆[10]等植物中克隆出了相關(guān)的ASR蛋白，但還未見甘蔗ASR基因的克隆和甘蔗在PEG脅迫下表達(dá)的研究報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】克隆甘蔗ASR基因，通過熒光定量技術(shù)初步探明ASR基因在甘蔗干旱脅迫下的表達(dá)情況，為揭示甘蔗ASR基因基因抗旱調(diào)控機(jī)制打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料 選取新臺糖22號(ROC22)為研究材料，沙培幼苗長至2～3片真葉后，選取長勢健壯且生長一致的幼苗，轉(zhuǎn)移到不透光的塑料箱中，每箱裝有25 L硅濃度為1.7 mM的1/2 Hoagland營養(yǎng)液(營養(yǎng)液pH用H2SO4稀溶液調(diào)至5.8)。當(dāng)幼苗在含硅的1/2 Hoagland營養(yǎng)液中生長至5～6片真葉時，加入200 g/L的PEG-6000進(jìn)行模擬干旱脅迫(Si+PEG)。以不加硅的1/2 Hoagland營養(yǎng)液培養(yǎng)的苗進(jìn)行模擬干旱處理設(shè)為PEG，沒有硅和模擬干旱脅迫的為對照(CK)，分別在模擬干旱處理0、18、30、40、64、96、144 h取樣(+1葉)，將采好的樣品立即保存于-80 ℃冰箱備用。

1.1.2 菌株與試劑 大腸桿菌DH5α與BL21、pMD18-T 載體(TaKaRa)、凝膠回收試劑盒購自Bioer 公司； M-MLV逆轉(zhuǎn)錄酶購自TaKaRa 寶生物工程有限公司(中國大連)公司，dNTP、TaqDNA 聚合酶、硅酸鈉購自上海生工，Trizol購自Invitrogen公司。

1.2 方法

1.2.1 總RNA 提取及cDNA 合成 提取甘蔗葉片總RNA，具體參照Invitrogen公司的Trizol說明書，cDNA 合成用M-MLV 逆轉(zhuǎn)錄酶，逆轉(zhuǎn)錄引物為Oligo (dT) 18：5'-GGCCACGCGTCG ACTAGTAC(T)18-3′，具體步驟按說明書進(jìn)行，完成后取5 μl PCR 產(chǎn)物用1 %瓊脂糖凝膠電泳檢查并用紫外分光光度計(jì)檢測cDNA 濃度，最后將各處理cDNA 濃度稀釋至同一濃度。

1.2.2ASR基因的克隆 以Genbank數(shù)據(jù)庫中已知的高粱、玉米、水稻、小麥等植物ASR基因的核酸序列為參照，利用DNAMAN 軟件在基因起始密碼子位置設(shè)計(jì)ASR基因上游簡并引物ASR-F: 5′- ATGGCGGAGGAGAAGCACCACCA -3′，ASR-R: 5′- GCCGAAGAAGTGGTGCTTCTTCT -3′。

擴(kuò)增甘蔗ASR基因的PCR體系為25 μl，模板以不同處理的cDNA 等量混合樣。PCR擴(kuò)增參數(shù)為：95 ℃ 5 min；95 ℃ 40 s；58 ℃ 45 s；72 ℃ 2 min共35個循環(huán)；72 ℃延伸10 min。PCR結(jié)束后加2 μl核酸染料混勻后經(jīng)1.5 %的瓊脂糖凝膠電泳檢測，檢測條帶大小正確后，回收純化目的條帶，連接到pMD18-T載體，熱激轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞大腸桿菌DH5α，通過藍(lán)白斑篩選挑取白色菌落，經(jīng)菌液PCR驗(yàn)證為陽性克隆子后送上海生工測序，測序結(jié)果經(jīng)拼接后在NCBI 上BLAST 比對。

1.2.3ASR基因生物信息學(xué)分析 用BioXM 2.6軟件推導(dǎo)該基因氨基酸序列，在NCBI的BLAST上進(jìn)行相似性比對；Clustalx軟件進(jìn)行多重序列比對；MEGA 6.0軟件構(gòu)建進(jìn)化樹；在線網(wǎng)站(http://isoelectric.ovh.org/)預(yù)測甘蔗ASR的蛋白質(zhì)分子量和等電點(diǎn)；用WoLF PSORT在線軟件對該基因進(jìn)行亞細(xì)胞定位；用SOSUI signal軟件預(yù)測基因的信號肽；ExPASy Proteomics Server預(yù)測蛋白質(zhì)的親水性和跨膜結(jié)構(gòu)；SOPMA軟件預(yù)測基因的二級結(jié)構(gòu)。

1.2.4ASR基因的表達(dá)分析 根據(jù)獲得的甘蔗ASR基因的開放閱讀框序列設(shè)計(jì)實(shí)時熒光定量引物ASRQ-F: 5′- GAGTACACGGAGACCACGGT -3′、ASRQ-R: 5′- TGCCTCGTGCTTCTCGTAG -3′；以甘蔗管家基因 25S作內(nèi)參，設(shè)計(jì)內(nèi)參引物25S-F: 5′- GCAGCCAAGCGTTCATAGC -3′、25S-R: 5′- CCAGC TCACGTTCCCTATTG -3′，實(shí)時熒光定量PCR在ABI Stepone plus型熒光定量PCR儀上進(jìn)行，PCR反應(yīng)體系為20 μl，具體方法參照天根公司熒光定量試劑盒Real Master Mix(SYBR Green Ⅰ)說明書。PCR擴(kuò)增參數(shù)為95 ℃ 10 min；95 ℃ 15s；60 ℃ 1 min；72 ℃延伸30 s共40個循環(huán)，所有樣品在同一臺PCR儀上進(jìn)行擴(kuò)增，每個樣品重復(fù)3次，根據(jù)熒光PCR擴(kuò)增CT值，按照 2-ΔΔCt法計(jì)算出基因相表達(dá)量。

M: DL2000 marker; 1：基因cDNA全長擴(kuò)增結(jié)果；2: 菌液PCRM: DL2000 marker; 1: PCR product of the full-length cDNA of SoASR1 gene; 2: Bacteria liquid PCR圖1 甘蔗 SoASR1序列擴(kuò)增結(jié)果Fig.1 PCR product of SoASR1 gene from sugarcane

2 結(jié)果與分析

2.1 ASR基因全長cDNA克隆

以甘蔗葉片第1 鏈cDNA 為模板，用ASR上、下游引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，產(chǎn)物用瓊脂糖凝膠電泳檢測，結(jié)果顯示，從cDNA 中擴(kuò)增得到長約400 多bp 的條帶，對目的條帶回收，連接轉(zhuǎn)化，測序得到基因全長。對得到的序列通過GenBank Blast搜索比對，顯示結(jié)果為干旱誘導(dǎo)蛋白(ASR)。該序列包含啟始密碼子ATG 和終止密碼子TGA，為ASR基因全長序列，命名為SoASR1(GenBank 登錄號：JQ712581)。該基因cDNA包含一個402 bp的完整開放閱讀框，編碼133 個氨基酸(圖1)。

2.2 SoASR1基因生物信息學(xué)分析

用在線網(wǎng)站(http://isoelectric.ovh.org/)預(yù)測SoASR1基因所編碼的氨基酸序列的蛋白分子量為15.10 kD，等電點(diǎn)為6.32。SoASR1亞細(xì)胞定位于細(xì)胞核。SOSUIsignal 軟件預(yù)測SoASR1的信號肽，顯示該基因不含信號肽，為可溶性蛋白。采用 ExPASy 數(shù)據(jù)庫工具分析甘蔗 SoASR1疏水性，其預(yù)測最小值為-3.61，最大值為2.19，最高值位于氨基酸序列第67處，最低值位于氨基酸序列第50、51、114處；SoASR1沒有跨膜區(qū)域。在氨基酸組成中，部分氨基酸使用頻率較高，如谷氨酸、組氨酸、丙氨酸分別占總氨基酸的18.05 %、14.29 %和14.29 %，一些出現(xiàn)頻率則較低，如蛋氨酸、精氨酸均僅占0.75 %。利用SOPMA 軟件完整地預(yù)測SoASR1的二級結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示：共出現(xiàn)4種構(gòu)象，總數(shù)為69個。其中，α-螺旋占51.88 %；隨機(jī)卷曲38個，占28.57 %；延伸鏈占9.02 %；β-轉(zhuǎn)角14個，只占10.53 %。

圖2 5種植物SoASR1氨基酸序列多重比對Fig.2 Multialignment of amino acid of the SoASR1 isolated from five plants

圖3 甘蔗SoASR1基因與其它物種的同源性分析Fig.3 Homology analysis of predicted amino acid sequences of SoASR1 gene from sugarcane compared with other plant species

另外SoASR1序列沒有糖基化位點(diǎn)，有1個絲氨酸、3個酪氨酸和3個蘇氨酸磷酸化位點(diǎn)。用SMART 和Motif Scan 軟件對SoASR1的蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)域進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：36～39、122～125 為酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位點(diǎn)，62～67 為N端豆蔻?；稽c(diǎn)，6～13為富含組氨酸區(qū)，61～105為富含丙氨酸區(qū)，43～122 為水分脅迫誘導(dǎo)蛋白活性位點(diǎn)。

利用NCBI Blast 檢索甘蔗SoASR1基因核苷酸序列和編碼氨基酸序列同源的物種，用MEGA6 軟件構(gòu)建SoASR1蛋白基因氨基酸序列進(jìn)化樹(圖3)。甘蔗SoASR1基因與其它物種的核苷酸序列的同源性在77 %～96 %，其中與二穗短柄草的同源性最低為77 %，與高粱最高為96 %，其次是玉米92 %。SoASR1基因氨基酸序列與其它物種相比同源在56 %～99 %，其中與云杉的同源性最低為56 %，和玉米的同源性最高為93 %。從圖3可以看出，聚云杉SoASR1與甘蔗的距離較遠(yuǎn)，甘蔗SoASR1與玉米的聚為一類。

2.3 SoASR1基因在干旱脅迫下表達(dá)量分析

以甘蔗管家基因 25S作為內(nèi)參，利用熒光定量技術(shù)分析了SoASR1 基因在甘蔗不同處理干旱脅迫下葉中的轉(zhuǎn)錄水平。由圖4可知，隨著脅迫時間的延長，2個處理的SoASR1基因表達(dá)均呈先升高后降低的趨勢。在PEG處理中，SoASR1基因的表達(dá)隨脅迫時間逐漸緩慢上升，至第64小時達(dá)到峰值，是對照的40倍；PEG加Si處理中，在18 h時SoASR1基因的表達(dá)急劇上升，是對照的65倍，在30 h達(dá)到最大值，是對照的71倍；在處理后的18、30、40、64、96和144 h， PEG加Si處理的SoASR1 基因表達(dá)量均比PEG高，在18和30 h分別是PEG處理的14.60和5.75倍，同一時間兩處理之間該基因的表達(dá)量有顯著差異。

3 討 論

植物原來的一些蛋白的合成在逆境脅迫下(干旱、低溫、鹽漬等)被抑制，降低了體內(nèi)總蛋白的合成速率，而與此同時又有一些新的蛋白質(zhì)被合成，這就是干旱誘導(dǎo)蛋白。在不斷對分子生物學(xué)理論與技術(shù)的深入探索、研究下，有報(bào)道指出一些編碼干旱蛋白的基因和與逆境抗性相關(guān)的蛋白激酶已經(jīng)被分離、測序，干旱誘導(dǎo)蛋白的研究已取得了較大的進(jìn)展[11-13]。

本研究克隆出的SoASR1基因?qū)儆贏BA/WDS induced protein family(ASR)蛋白家族成員，該基因cDNA包含1個402 bp的完整開放閱讀框，編碼133 個氨基酸。其為親水性蛋白，富含谷氨酸、組氨酸等氨基酸。這與Gonzalez 等[14]和Li 等[15]的報(bào)道一致，由此推測SoASR1可能在干旱脅迫下通過降低水分流失而增強(qiáng)植物抗旱能力，這與水分脅迫導(dǎo)致細(xì)胞脫水的適應(yīng)保護(hù)機(jī)制密切相關(guān)。同時SoASR1序列沒有糖基化位點(diǎn)，有1個絲氨酸、3個酪氨酸和3個蘇氨酸磷酸化位點(diǎn)，推測SoASR1基因通過其氨基酸序列中的磷酸化位點(diǎn)和酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位點(diǎn)進(jìn)行蛋白磷酸化來介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，使蛋白激酶總活性提高來減少活性氧的生成，起到抗氧化防護(hù)作用[16]。

同一時間點(diǎn)內(nèi)標(biāo)有不同字母表示處理間在0.05水平上差異顯著Datas followed by different lowercase letters are significantly different at the 0.05 probability level for the treatments in the same variety圖4 熒光定量PCR 檢測SoASR1基因在甘蔗水分脅迫中的表達(dá)Fig.4 Expression of SoASR1 gene in sugarcane under water stress detected by quantitative real-time PCR

本研究對甘蔗SoASR1基因在PEG和加硅處理下的轉(zhuǎn)錄水平進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，隨著脅迫時間的延長，2處理SoASR1基因的表達(dá)均先升高后下降，且PEG+Si處理的表達(dá)量始終比PEG處理高。李妮亞等[17]研究發(fā)現(xiàn)，萌動的小麥種子在PEG-6000水分脅迫處理24 h后，所誘導(dǎo)產(chǎn)生的41.5 kD 蛋白含量隨著水分脅迫時間延長而上升，在處理后48h時41.5 kD 蛋白含量達(dá)到最高峰，直至72 h后不再有改變，然而該41.5 kD 的蛋白在復(fù)水后消失，再進(jìn)行水分脅迫48 h后其含量與處理24 h時接近。Reviron等[18]對油菜的研究也觀察到相似的結(jié)果。這說明不同水分脅迫強(qiáng)度和時間對干旱誘導(dǎo)蛋白的表達(dá)具有明顯的差異，因此推測干旱誘導(dǎo)蛋白的產(chǎn)生、積累并不是一種傷害的結(jié)果，而是植物適應(yīng)干旱脅迫環(huán)境的一種機(jī)制。

Goldgur 等[19]報(bào)道，ASR家族蛋白可以通過Zn2+與DNA結(jié)合以提高其抗逆境脅迫能力。Desclos等[20]研究發(fā)現(xiàn)，甘藍(lán)型油菜抗旱22 kDa分子量蛋白(BnD22)具有胰蛋白酶抑制劑與水溶性葉綠素結(jié)合蛋白雙重功能，BnD22可能通過抑制蛋白酶活性而有助于逆境脅迫下的氮素吸收，從而保護(hù)植物幼嫩組織蛋白的完整性和光合作用的正常進(jìn)行。在本研究中，加硅處理促進(jìn)SoASR1表達(dá)量的增加，可能是因?yàn)楣柰ㄟ^影響植物體的離子濃度，參與了一些生理代謝過程，同時可能加強(qiáng)SoASR1基因通過磷酸化和去磷酸化來介導(dǎo)信號傳導(dǎo)途徑，從而提高甘蔗自身抗氧化防護(hù)的能力。這說明ASR家族蛋白可能是通過感應(yīng)逆境脅迫引起的細(xì)胞內(nèi)元素濃度變化來改變蛋白構(gòu)象，從而應(yīng)答逆境脅迫，但具體作用機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

克隆獲得甘蔗SoASR1基因，cDNA長度為402 bp，編碼133 個氨基酸，Gene Bank登錄號為JQ712581。在干旱脅迫下，甘蔗SoASR1基因大量表達(dá)，從而提高甘蔗抗旱性，施硅能使SoASR1基因表達(dá)量增加，進(jìn)一步提高抗旱性。

[1]Jha B, Agarwal P K, Reddy P S, et al. Identification of salt-induced genes fromSalicorniabrachiata, an extreme halophyte through expressed sequence tags analysis[J]. Genes Genet Syst, 2009, 84: 111-120.

[2]Frankel N, Carrari F, Hasson E. Evolutionary history of the Asr gene family[J]. Gene, 2006, 37(8): 74-83.

[3]Maskin L, Maldonado S, Iusem N D. Tomato leaf spatial expression of stress-induced Asrgenes[J]. Mol Biol Rep, 2008, 35: 501-505.

[4]González R M, Ricardi M M, Iusem N D. A typical epigenetic mark in an atypical location: cytosine methylation at asymmetric (CNN) sites within the body of a non-repetitive tomato gene[J]. BMC Plant Biol, 2011, 11: 94-104.

[5]Wang C S, Hsu S W, Hsu Y F. New insights into desiccation-associated gene regulation byLiliumlongiflorumASR during pollen maturation and in transgenicArabidopsis[J]. Int Rev of Cel Mol Bio, 2013, 301: 37-94.

[6]Virlouvet L, Jacquemot M P, Gerentes D, et al. The ZmASR1 protein influences branched-chain amino acid biosynthesis and maintains kernel yield in maize under water-limited conditions[J]. Plant Physiol, 2011, 157(2): 917-936.

[7]Philippe R, Courtois B, McNally K L, et al. Structure, allelic diversity and selection ofAsrgenes, candidate for drought tolerance,inOryzasativaL. and wild relatives[J]. Theor Appl Genet, 2010, 121(4):769-787.

[8]Iusem N D, Bartholomew D M, Hitz W D, et al. Tomato (Lycopersiconesculentum) transcript induced by water deficit and ripening[J]. Plant Physiol, 1993, 102(4): 1353-1354.

[9]Cakir B, Agasse A, Gaillard C, et al. A grape ASR protein involved in sugar and abscisic acid signaling[J]. Plant Cell, 2003,15: 2165-2180.

[10]Gonzalez R M, Iusem N D. Twenty years of research on Asr (ABA-stress-ripening) genes and proteins[J]. Planta, 2014, 239(5): 941-949.

[11]Za?d I, Ebel C, Touzri M, et al. TMKP1 is a novel wheat stress responsive MAP kinase phosphatase localized in the nucleus[J]. Plant Mol Biol, 2010, 73(3): 325-338.

[12]陳林波, 房 超, 王 郁, 等. 茶樹抗逆相關(guān)基因ERF的克隆與表達(dá)特性分析[J]. 茶葉科學(xué), 2011, 31(1): 53-58.

[13]劉 昀，吳佳輝，李冉輝，等.植物ASR蛋白的研究進(jìn)展[J]. 生命科學(xué),2015,27(5):625-630.

[14]Gonzalez R M, Iusem N D. Twenty years of research on Asr (ABA-stress-ripening) genes and proteins[J]. Planta, 2014, 239(5): 941-949.

[15]Li R H, Liu G B, Wang H, et al. Effects of Fe3+and Zn2+on the structural and thermo dynamic properties of a soybean ASR protein[J]. Biosci Biotechnol Biochem, 2013, 77(3): 475-81.

[16]許樹成, 祝雪蘭, 張 麗. 蛋白激酶組在玉米葉片ABA 和H2O2誘導(dǎo)抗氧化防護(hù)中的作用[J]. 植物分類與資源學(xué)報(bào), 2011, 33(3): 275-286.

[17]李妮亞, 高俊鳳, 汪沛洪. 小麥幼芽水分脅迫誘導(dǎo)蛋白的特征[J]. 植物生理學(xué)報(bào), 1998, 24(1): 65-71.

[18]Reviron M P, Vartanian N, Sallantin M, et al. Characterization of a movel protein induced by progressive or rapid drought and salinity inBrassicanapusleaves[J]. Plant Physiology, 1992, 100:1486-1493.

[19]Goldgur Y, Rom S, Ghirlando R, et al. Desiccation and zinc binding induce transition of tomato abscisic acid stress ripening.1, a water stress and salt stress regulated plant specific protein, from unfolded to folded state[J]. Plant Physiol, 2007, 143(2): 617-628.

[20]Desclos M, Dubousset L, Etienne P, et al. A proteomic profiling approach to reveal a novel role ofBrassicanapusdrought 22kD/water-soluble chlorophyll-binding protein in young leaves during nitrogen remobilization induced by stressful conditions[J]. Plant Physiol, 2008, 147(4):1830-1844.

CloningofABA-stress-ripening(ASR)GenefromSugarcaneandAnalysisofItsExpressionProfileunderDroughtStress

LIANG Pan-xia1, XING Ying1, LIAO Qing1, HUANG Xing2, LI Chang-ning2, HUANG Tai-qing1, JIANG Ze-pu1, LI Yang-rui2*

(1.Resources and Environment Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Guangxi Nanning 530007, China；2.Sugarcane Research Center, Chinese Academy of Agricultural Sciences/ Key Laboratory of Sugarcane Biotechnology and Genetic Improvement (Guangxi), Ministry of Agriculture/ Guangxi Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement, Guangxi Nanning 530007,China)

【Objective】To provide experimental basis for further research on regulation mechanism ofASRin response to drought,ASR(ABA-stress-ripening)gene from sugarcane was cloned and its expression level under drought stress was detected.【Method】Based on the total RNA of sugarcane leaves, the cDNA ofASRgene was amplified by RT-PCR, the characteristics of the deduced protein were analyzed by using bioinformatics software and its expression was analyzed by quantitative real-time PCR. 【Result】The results showed that the cDNA ofASRgene which obtained by RT-PCR, was 402 bp in full length, and it encoded a putative ASR protein with 133 amino acids, named SoASR1, its GenBank accession number was JQ712581. Comparison of the amino acids sequences homology inSoASR1 protein from 12 different species indicated that the ASR protein had 56 % to 99 % identity in amino acids sequence with other plants. The results of quantitative real-time PCR analysis showed that the mRNA ofSoASR1 was increased initially and then decreased with extension of time under drought stress. The peak value ofSoASR1 gene expression in sugarcane leaves treated with PEG and Si was 34 h earlier than that of drought treatment.【Conclusion】SoASR1 was induced by drought stress and was involved in drought-resistant reaction at transcriptional level, so it could be served as a candidate gene for further study of drought-resistant mechanism of sugarcane, which could be enhanced by Si application.

Sugarcane; Drought; ABA-stress-ripening

1001-4829(2017)10-2196-06

10.16213/j.cnki.scjas.2017.10.007

2017-05-06

廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2014GXNSFBA118139，2016 GXNSFBA380131); 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展基金項(xiàng)目(桂農(nóng)科2017JM03，桂農(nóng)科2017JM01，桂農(nóng)科2015JM23);南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(201710304)

梁潘霞(1979-)，女，廣西邕寧人，博士，助理研究員，主要從事土壤環(huán)境生態(tài)、植物生理生化和生物技術(shù)研究，E-mail：lpx831@163. com，*為通訊作者：李楊瑞，E-mail：liyr@gxaas.net。

S566.1

A

(責(zé)任編輯 韋 冪)