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MsWRKY33蛋白的抗體制備及對非生物逆境的響應(yīng)

2022-01-10 07:10:52張錦錦王云平張書興王學(xué)敏
華北農(nóng)學(xué)報 2021年6期
關(guān)鍵詞:逆境抗原克隆

張錦錦,王云平,王 筱,張書興,王學(xué)敏

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 北京畜牧獸醫(yī)研究所,北京 100193;2.北京匯誠綠洲園林工程有限公司,北京 100125)

WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族在植物中廣泛存在,在擬南芥(Arabidopsisthaliana)[1]、水稻(OryzasativaL.)[2]、大豆(GlycinemaxL.)[3]、玉米(ZeamaysL.)[4]、小麥(TriticumaestivumL.)[5]、棉花(GossypiumhirsutumL.)[6]等植物中均已發(fā)現(xiàn)多個WRKY轉(zhuǎn)錄因子。WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族參與了多種生物學(xué)過程,例如種子萌發(fā)[7-8]、植物生長和發(fā)育[9]、植物衰老[10]等。同時還發(fā)現(xiàn)WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族參與了植物體內(nèi)多種轉(zhuǎn)錄調(diào)控和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程[7,11-14],例如生物脅迫和非生物脅迫反應(yīng),植物免疫應(yīng)答和病原體防御[15-16]。WRKY基因的結(jié)構(gòu)域是由60個氨基酸殘基所組成的,由于所有的WRKY轉(zhuǎn)錄因子都有一段高度保守的WRKYGQK結(jié)構(gòu)域,所以被統(tǒng)稱為WRKY轉(zhuǎn)錄因子[17]。研究表明,高度保守的WRKY結(jié)構(gòu)域是WRKY轉(zhuǎn)錄因子最主要的特征,使其能特異識別靶基因啟動子區(qū)的W-box(C/TTGACC/T)作用元件,直接或間接結(jié)合參與植物信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程基因的順式作用元件,從而誘導(dǎo)靶基因表達,調(diào)控植物各種發(fā)育與生理過程。研究證明,WRKY轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)控干旱、低溫、鹽堿等脅迫響應(yīng)途徑中發(fā)揮重要作用[18-19]。例如,在擬南芥中過表達AtWRKY25、AtWRKY33基因可提高植株的耐鹽性[20];擬南芥中過表達大豆GsWRKY20基因可以增強轉(zhuǎn)基因植物的耐旱性[21];在擬南芥中過表達小麥TaWRKY79,當(dāng)植株受到NaCl和ABA的誘導(dǎo)時,轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)出更強的耐受性[22];將大豆GmWRKY21在擬南芥中異源表達,與野生型植株相比,GmWRKY21轉(zhuǎn)基因植株的耐冷性增強[23]。綜上所述,WRKY蛋白是植物抗非生物脅迫的關(guān)鍵因子,但WRKY家族成員眾多,參與的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)也十分復(fù)雜,人們對該家族基因的蛋白表達方面了解甚少。

紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是一種重要的豆科牧草,在世界各地廣泛種植,因其良好的飼用價值,成為畜牧業(yè)的首選青飼料之一[24]。但紫花苜蓿產(chǎn)量嚴(yán)重受鹽堿、干旱、溫度等環(huán)境條件的制約[25]。紫花苜蓿對非生物逆境的響應(yīng)是一個非常復(fù)雜的過程,目前多從生理生化及分子生物學(xué)等角度對其進行解析[26-27]。蛋白質(zhì)是植物各種生理變化的執(zhí)行者,隨著蛋白質(zhì)組學(xué)的不斷發(fā)展,越來越多的學(xué)者更注重蛋白質(zhì)在植物體中的作用研究。相對于擬南芥、大豆等作物中的WRKY基因的研究,對紫花苜蓿WRKY轉(zhuǎn)錄因子在蛋白水平的研究鮮有報道。在前期的轉(zhuǎn)錄組高表達差異基因研究中發(fā)現(xiàn),MsWRKY33基因在多種非生物逆境中均出現(xiàn)高豐度差異表達,推測其可能參與到非生物逆境的響應(yīng)途徑中,但是具體功能還有待進一步研究。為在蛋白水平上探索紫花苜蓿MsWRKY33基因的生物學(xué)功能,本研究以中苜1號紫花苜蓿為材料,對MsWRKY33蛋白結(jié)構(gòu)特性進行了生物信息學(xué)分析,并基于抗原-抗體的特異性免疫識別,通過免疫印跡技術(shù)分析了多種逆境和ABA處理條件下MsWRKY33蛋白的表達特征。該研究豐富了對MsWRKY33基因功能的認識,并初步分析了MsWRKY33蛋白在紫花苜蓿響應(yīng)多種非生物逆境中的作用。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

中苜1號紫花苜蓿為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所育成品種。

1.2 試驗方法

1.2.1 生物信息學(xué)分析 使用ExPASy(https://web.expasy.org/)對MsWRKY33蛋白理化性質(zhì)進行預(yù)測;SMART(http://smart.embl-heidelberg.de/)用于預(yù)測MsWRKY33保守功能結(jié)構(gòu)域;使用TMHMM Server v.2.0(http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/)預(yù)測蛋白跨膜序列;PSIPRED(http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/)預(yù)測信號肽等二級結(jié)構(gòu);用BEPITOPE軟件對MsWRKY33蛋白進行免疫原性預(yù)測。確定該蛋白的免疫原性、可溶性、信號肽及跨膜區(qū)域等影響蛋白表達的區(qū)域。

1.2.2 MsWRKY33抗原序列的克隆 使用普洛麥格公司的RNA提取試劑盒提取中苜1號紫花苜蓿總RNA;利用Trans Script Green One-Step qRT-PCR反轉(zhuǎn)錄體系合成cDNA。以cDNA為模板,引物MsWRKY33-F:5′-TCAGGGATCCGGTAGTCATAATCATCCT-3′;MsWRKY33-R:5′-CGTAGTCGACTTAAACATTGTTGTTGTTG-3′,高保真酶TaqPolymerase(TaKaRa)擴增MsWRKY33抗原序列。PCR反應(yīng)程序為94 ℃ 4 min;94 ℃ 45 s,52 ℃ 45 s,72 ℃ 45 s,28個循環(huán);72 ℃延伸10 min,1%瓊脂糖凝膠電泳分離擴增的目的條帶,用瓊脂糖凝膠回收試劑盒回收目的片段。用SaIⅠ/BamHⅠ雙酶切該目的片段和連接載體pET-SUMO,T4連接酶連接后轉(zhuǎn)化大腸桿菌Trans5α,挑取單克隆進行PCR檢測,陽性克隆送上海生工生物工程有限公司測序。

1.2.3 蛋白制備與純化 將測序鑒定正確的重組質(zhì)粒pET-MsWRKY33轉(zhuǎn)化大腸桿菌BL21(DE3),挑取含重組質(zhì)粒的單菌落至1 mL LB(Kan,50 μg/mL)中,37 ℃過夜培養(yǎng),取10 μL菌液加入相同的250 mL LB培養(yǎng)基中,37 ℃振蕩培養(yǎng)至OD600=0.6,取50 μL液體作為未誘導(dǎo)的對照組,余下的加入IPTG誘導(dǎo)劑至終濃度0.5 mmol/L作為試驗組,兩組繼續(xù)在37 ℃振蕩培養(yǎng)3 h。取菌體1 mL,10 360 r/min離心30 s收獲沉淀,用100 μL 1%SDS重懸,混勻,100 ℃ 10 min。10 360 r/min離心10 min,取上清進行SDS-PAGE檢測分析。

大量表達蛋白則取2 mL過夜培養(yǎng)菌液加入2 L LB(Kan,50 μg/mL)培養(yǎng)基中,37 ℃振蕩培養(yǎng)至OD600約0.6,降低溫度到30 ℃。加入IPTG誘導(dǎo)劑至終濃度0.5 mmol/L作為試驗組,30 ℃繼續(xù)振蕩培養(yǎng)3 h。收集發(fā)酵液,10 360 r/min離心10 min收集菌體,由于重組蛋白端C具有His標(biāo)簽,可以進行鎳柱親和純化。因此誘導(dǎo)表達后的菌體可懸浮于50 mL預(yù)冷的親和層析NTA-0緩沖液中,冰浴超聲波破碎細菌,控制功率為300 W,超聲4 s,暫停4 s,超聲90次。10 360 r/min 4 ℃離心30 min,收集上清以及沉淀。取少量樣品進行聚丙烯酰胺凝膠電泳(Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)檢測,剩余上清及沉淀置于4 ℃?zhèn)溆谩?/p>

將Ni-NTA樹脂裝入合適的層析柱,用10倍柱床體積的NTA-0 Buffer沖洗。將剩余樣品加到層析柱中,流速控制在0.5 mL/min左右,收集穿透部分。層析用10倍柱床體積的NTA-0 Buffer沖洗,流速控制在1 mL/min左右。分別用10倍柱床體積的NTA-20,NTA-60,NTA-200,NTA-500 Buffer洗脫,流速控制在1 mL/min左右,收集各洗脫峰。SDS-PAGE檢測各組分。純度達到要求的組分,置于透析帶中,4 ℃以1×PBS透析(換液2次)。4 ℃超濾濃縮透析產(chǎn)物。

1.2.4 多克隆抗體的制備與純化 將重組pET-MsWRKY33蛋白作為抗原(2 μg/mL),乳化后進行兔子免疫,總共經(jīng)過6次免疫,每次免疫中間隔14 d,最后一次免疫3~5 d后心臟取血,4 ℃析出血清,獲得含抗體的血清后用PBS洗滌純化,使用Millipore蛋白濃縮管濃縮到所需體積,經(jīng)過SDS-PAGE檢測純度,-20 ℃保存,避免反復(fù)凍融。同時,重組蛋白作為抗原(2 μg/mL),100 μL/孔加入聚苯乙烯96孔反應(yīng)板中,4 ℃放置過夜。次日傾去孔內(nèi)的液體,PBS洗滌3次。加100 μL/孔TBST,室溫放置30 min,PBS洗滌3次。加入含待測抗體的抗血清(取血4 ℃過夜后5 980 r/min離心10 min得上清),將血清按1∶2 000,1∶4 000,1∶8 000,1∶16 000,1∶32 000,1∶64 000,1∶128 000……進行倍比稀釋(以空白血清做陰性對照),每孔100 μL,再加入HRP標(biāo)記羊抗兔IgG(1∶10 000),100 μL/孔,37 ℃孵育30 min。酶標(biāo)儀測定450 nm處各孔的吸光度值,陽性反應(yīng)的最大稀釋度為待測樣品的效價。

1.2.5 樣品處理 選取健康飽滿的中苜1號紫花苜蓿種子,用砂紙輕輕擦出劃痕以除硬實,置于預(yù)先鋪好濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中萌發(fā),待種子露白后,轉(zhuǎn)移至1/2 MS液體培養(yǎng)基中,在人工智能溫室中培養(yǎng)。培養(yǎng)條件為:光照16 h,溫度25 ℃,光強400 μmol/(m2·s);黑暗8 h,溫度23 ℃。

①干旱處理:將紫花苜蓿苗置于含15% PEG 6000的1/2 MS營養(yǎng)液中,于處理的0,6,12,24,48 h 5個時間點取樣,液氮速凍后,-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

②鹽處理:將紫花苜蓿苗置于含150 mmol/L NaCl的1/2 MS營養(yǎng)液中,于處理的0,6,12,24,48 h 5個時間點取樣,液氮速凍后,-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

③低溫處理:將紫花苜蓿苗置于4 ℃環(huán)境中,于處理的0,6,12,24,48 h 5個時間點取樣,液氮速凍后,-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

④脫落酸(Abscisic acid,ABA)處理:將紫花苜蓿苗置于含0.1 mmol/L ABA的1/2 MS營養(yǎng)液中,于處理的0,6,12,24,48 h 5個時間點取樣,液氮速凍后,-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.6 蛋白提取 將上述凍存的苜蓿樣品在液氮中充分研磨,每100 mg樣品加入1 mL蛋白質(zhì)提取液(62.5 mmol/L Tris-HCl,pH=7.4)、10%甘油、0.1% SDS、2 mmol/L EDTA、1 mmol/L PMSF和5%β-巰基乙醇),立即混勻置于冰上30 min,每隔10 min渦旋振蕩1次,10 360 r/min 4 ℃離心20 min,取上清即為總蛋白質(zhì),-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.7 免疫印跡分析(Western Blotting,WB) 將各個處理的蛋白樣品從-20 ℃冰箱中取出,沸煮5 min,10 360 r/min離心30 s。用DYCZ-24K型電泳儀(北京六一生物科技有限公司,北京)進行SDS-PAGE電泳,分離蛋白質(zhì),電泳完成后,將膠取下來,依據(jù)膠的大小剪取聚氧亞乙烯膜(PVDF)。PVDF膜用100%甲醇處理5 min。用DYCZ-24K型電轉(zhuǎn)儀(北京六一生物科技有限公司,北京)進行膜轉(zhuǎn)移:膜心黑色面(負極)在下,按照海綿、3層濾紙、膠、膜、3層濾紙、海綿的結(jié)構(gòu)放置,過程中用玻璃棒趕凈氣泡,放入下槽,在下槽側(cè)面放置冰盒,加含SDS的轉(zhuǎn)移Buffer至刻度線位置,電壓100 V,1 h冰上轉(zhuǎn)膜。將轉(zhuǎn)好的PVDF膜取出,置于TBST緩沖液,室溫封閉12 h。在封閉好的膜中加入一抗(MsWRKY33多抗)(1∶1 000)20 μL,室溫孵育5 h,然后用TBST溶液洗3次,每次10 min,再加入二抗(羊抗兔IgG(H+L)-HRP)(1∶10 000),室溫振蕩孵育2 h,用TBS溶液洗膜3次,每次10 min,再用TBS洗10 min,用吸水紙吸干膜上的TBS緩沖溶液,用ECL化學(xué)發(fā)光劑孵育膜2 min,使用Tanon 5200全自動化學(xué)發(fā)光圖像分析系統(tǒng)發(fā)光成像,檢測蛋白表達結(jié)果,并利用圖像處理軟件Image J讀取WB條帶灰度值。

2 結(jié)果與分析

2.1 MsWRKY33蛋白生物信息學(xué)分析

利用生物信息學(xué)預(yù)測網(wǎng)站ExPASy對MsWRKY33蛋白理化性質(zhì)進行預(yù)測,該蛋白全長511 aa,蛋白分子式為C1129H1788N320O371S10,理論分子量為57.16 ku,理論等電點為7.02,不穩(wěn)定指數(shù)為50.6,預(yù)測是一個不穩(wěn)定蛋白。此外,該蛋白含有21個酸性氨基酸殘基和21個堿性氨基酸殘基,平均疏水性為-0.314,由此說明MsWRKY33蛋白可能是一個親水性蛋白。使用SMART預(yù)測MsWRKY33蛋白在200~450 aa的位置有2個WRKY結(jié)構(gòu)域(圖1-A)。二級結(jié)構(gòu)預(yù)測顯示MsWRKY33蛋白主要由無規(guī)則卷曲和延伸鏈結(jié)構(gòu)組成,不具有信號肽(圖1-B)和跨膜結(jié)構(gòu)域(圖1-C),不屬于分泌型蛋白。

免疫原性預(yù)測顯示,該蛋白免疫原性較強(圖1-D)。該蛋白全長序列較長,一般情況下,蛋白的分子量越大,蛋白的表達難度越大。結(jié)合序列的特異性以及B細胞表位覆蓋度,將序列截斷,選用247~457 aa區(qū)域重組蛋白制備多抗,確定的表達序列如圖1-E所示。

2.2 MsWRKY33抗原序列的克隆

以中苜1號紫花苜??俁NA反轉(zhuǎn)錄成的cDNA為模板,MsWRKY33-F/R為引物,用PCR的方法擴增出長度為654 bp(247~457 aa)的抗原序列(圖2-A)。將該片段克隆到pET-SUMO表達載體中,轉(zhuǎn)化后挑取單克隆,利用引物MsWRKY33-F/R進行PCR驗證(圖2-B)。將陽性克隆送北京華大基因生物公司進行測序,克隆的MsWRKY33抗原序列與圖1-E中的蛋白序列相符,沒有突變發(fā)生,表明載體已經(jīng)構(gòu)建成功。

2.3 蛋白制備與純化

將重組質(zhì)粒pET-MsWRKY33轉(zhuǎn)化到大腸桿菌BL21后,未誘導(dǎo)的作為對照組,經(jīng)IPTG誘導(dǎo)的作為試驗組,收獲沉淀后取上清進行SDS-PAGE,結(jié)果如圖3-A,得到小量表達的MsWRKY33蛋白。原核表達的蛋白分為可溶性蛋白和包涵體2種,可溶性蛋白存在于菌體破碎后的上清部分,包涵體為沉淀中的不可溶性蛋白。為獲得較多的可溶性MsWRKY33蛋白,進行了大量表達。使用超聲破碎離心,分離得到上清和沉淀,分別將其純化后再進行SDS-PAGE,結(jié)果如圖3-B所示,未經(jīng)誘導(dǎo)的對照樣品中沒有信號,而在上清、沉淀和純化蛋白質(zhì)樣品中均出現(xiàn)分子量符合預(yù)期的特異信號,表明插入的外源基因片段已經(jīng)成功在大腸桿菌中表達。再經(jīng)Ni-NTA樹脂層析柱純化后獲得純化重組蛋白,如圖3-C所示,只檢測出單一的且分子量符合的目標(biāo)信號,表明已成功獲得了純化重組蛋白。

2.4 多克隆抗體的制備與純化及抗體WB檢測

以純化的MsWRKY33蛋白為免疫原,免疫兔子,得到抗血清,經(jīng)純化后獲得多克隆抗體。以MsWRKY33純化蛋白包被96孔板,以未免疫的正常兔血清為對照,酶標(biāo)儀測定抗體效價,結(jié)果如圖4所示,當(dāng)OD450值為2.5時,抗體的稀釋倍數(shù)約為16 000左右,即利用這一濃度可以有效地檢測到抗原,表明制備的抗體具有很高的檢測靈敏度。純化后的多克隆抗體經(jīng)過SDS-PAGE檢測其純度,結(jié)果如圖5-A所示。為驗證多克隆抗體的特異性,采用WB進行檢測,結(jié)果如圖5-B所示:樣品中沒有可見的背景信號,以天然蛋白(天然蛋白質(zhì)的分子量為56 ku)作為對照,重組蛋白有分子量為48 ku(23 ku MsWRKY33目的蛋白+25 ku標(biāo)簽)的特異條帶。上述結(jié)果說明,所獲得的MsWRKY33抗體具有較強的特異性。

A.小量表達重組蛋白的SDS-PAGE檢測:1.Marker;2.轉(zhuǎn)化pET-MsWRKY33未經(jīng)IPTG誘導(dǎo)的蛋白;3.轉(zhuǎn)化pET-MsWRKY33經(jīng)IPTG誘導(dǎo)的蛋白。B.大量表達重組蛋白SDS-PAGE檢測:4.Marker;5.轉(zhuǎn)化pET-SUMO空載體的總蛋白;6.轉(zhuǎn)化pET-MsWRKY33未經(jīng)IPTG誘導(dǎo)的蛋白;7.轉(zhuǎn)化pET-MsWRKY33經(jīng)IPTG誘導(dǎo)的蛋白沉淀;8.轉(zhuǎn)化pET-MsWRKY33經(jīng)IPTG誘導(dǎo)的蛋白上清。C.純化重組蛋白:9.純化后pET-MsWRKY33蛋白;10.Marker;黑色箭頭表示重組蛋白所在位置。

圖4 抗體效價檢測Fig.4 Antibody titer determination

A.MsWRKY33多克隆抗體;B.WB檢測結(jié)果:1.天然蛋白;2.重組蛋白;紅色圓圈表示目標(biāo)蛋白所在位置。

2.5 MsWRKY33蛋白在逆境脅迫下的表達特征

為了解MsWRKY33在鹽、低溫、干旱3種逆境條件和ABA處理下蛋白水平的表達情況,本試驗對中苜1號紫花苜蓿進行了這4種處理,在處理后的0,6,12,24,48 h分別采集了樣品。提取蛋白后用制備的MsWRKY33多克隆抗體進行WB試驗。如圖6所示,用NaCl脅迫處理后,在6,12 h樣品泳道中對應(yīng)48 ku位置幾乎沒有可見條帶,在24 h樣品泳道目標(biāo)區(qū)域有明顯的條帶,說明處理24 h后蛋白表達量顯著增加,處理48 h蛋白表達豐度又大幅降低(圖6-A),說明鹽脅迫可以誘導(dǎo)MsWRKY33蛋白在紫花苜蓿中的表達。4 ℃、PEG和ABA處理后,MsWRKY33蛋白的表達也均在24 h顯著增加,說明這3種處理也可以誘導(dǎo)MsWRKY33蛋白在紫花苜蓿中的表達。同時利用Image J軟件分析了4個處理下WB條帶的灰度值,從圖6-E可以發(fā)現(xiàn),NaCl處理下MsWRKY33蛋白在24 h的表達豐度明顯強于其他3個處理,高出其他3個處理2~5倍,表明NaCl處理下的蛋白表達高于其他3個處理。在48 h時,只有NaCl處理下MsWRKY33蛋白還有較高的表達,其余3個處理MsWRKY33蛋白的表達均已同0 h一致,說明MsWRKY33蛋白對鹽處理更加敏感且持續(xù)。

A.NaCl處理;B.4 ℃處理;C.PEG處理;D.ABA處理;E.WB的灰度值分析;紅色箭頭表示MsWRKY33蛋白被脅迫誘導(dǎo)表達時出現(xiàn)的位置;不同小寫字母表示在P<0.05 水平差異顯著。

3 討論與結(jié)論

在過去幾十年中,研究者運用原核表達的重組蛋白免疫鼠、兔等動物來制備抗體已經(jīng)表達了數(shù)百種重組蛋白[28]。通過原核表達獲得大量的抗原蛋白,既可用于蛋白質(zhì)性質(zhì)與功能研究,也可用于蛋白質(zhì)的相互作用等生化功能研究[29]。本研究中,將MsWRKY33抗原序列克隆到原核表達載體上,經(jīng)IPTG誘導(dǎo)實現(xiàn)了MsWRKY33融合蛋白的高效表達。融合蛋白經(jīng)Ni-NTA親和柱親和層析洗脫后,得到了滿足抗體制備需要的高純度抗原,經(jīng)免疫小鼠,純化抗血清后得到了效價較高且特異性好的多克隆抗體,該抗體不僅可以識別在大腸桿菌原核表達的MsWRKY33融合蛋白,而且還可以特異識別紫花苜??偟鞍字械腗sWRKY33蛋白。多克隆抗體的成功制備為進一步研究紫花苜蓿MsWRKY33蛋白功能奠定了基礎(chǔ)。

WB技術(shù)由Burnette[30-31]在1981年提出,其原理主要是提出組織總蛋白經(jīng)SDS-PAGE電泳,分離出大小不同的蛋白質(zhì),通過抗原抗體特異結(jié)合轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,最后用ECL發(fā)光信號檢測蛋白質(zhì)表達情況。本研究利用制備的MsWRKY33多克隆抗體進行WB試驗,成功檢測到分子量接近于50 ku的重組蛋白。并且研究了鹽、低溫、干旱和ABA這4種脅迫下紫花苜蓿組織中MsWRKY33蛋白的表達情況,初步研究發(fā)現(xiàn)MsWRKY33蛋白表達受4種逆境誘導(dǎo),但在高鹽條件下紫花苜蓿中的MsWRKY33蛋白表達豐度明顯高于其他處理,表明MsWRKY33蛋白在植物響應(yīng)鹽脅迫過程中可能具有較為重要的作用。馮光燕等[32]在轉(zhuǎn)錄水平上檢測了鹽脅迫下中苜1號紫花苜蓿中MsWRKY33的表達情況,發(fā)現(xiàn)MsWRKY33的表達量在處理前8 h均較低,在處理12 h達到最高水平,后又緩慢降低,在本試驗中,MsWRKY33蛋白水平表達在24 h達到最高水平,可以看出,蛋白表達峰值的到來要晚于轉(zhuǎn)錄水平。這主要是因為真核基因表達的轉(zhuǎn)錄和翻譯發(fā)生的時間和位點存在時空間隔,其次在轉(zhuǎn)錄后,又會有轉(zhuǎn)錄后加工,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的降解、翻譯,甚至翻譯后加工及修飾等。所以導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平不完全一致,可能在MsWRKY33蛋白達到峰值的時候mRNA已經(jīng)開始降解,或者在mRNA達到峰值的時候MsWRKY33蛋白量還在增加中。

通常植物的耐逆途徑是由多個基因控制,一個轉(zhuǎn)錄因子不僅可以參與多個抗逆途徑,某個耐逆途徑也可以由多個轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控[33]。近幾年,越來越多的研究表明,WRKY轉(zhuǎn)錄因子在傳導(dǎo)逆境信號、調(diào)控逆境相關(guān)基因中扮演關(guān)鍵角色[15]。本研究發(fā)現(xiàn)紫花苜蓿MsWRKY33轉(zhuǎn)錄因子蛋白參與多種非生物逆境脅迫,對鹽脅迫尤其敏感,而鹽脅迫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)主要通過至少2種途徑:ABA依賴和非ABA依賴信號傳導(dǎo)途徑[34]。馮光燕等[32]在轉(zhuǎn)錄水平上檢測了ABA處理后中苜1號紫花苜蓿中MsWRKY33的表達情況,發(fā)現(xiàn)MsWRKY33的表達量在處理12 h達到峰值,且表達豐度較低,在本研究中,經(jīng)ABA處理后MsWRKY33蛋白的表達豐度也較低,僅在24 h有微弱表達。說明MsWRKY33參與的鹽脅迫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)可能不依賴于ABA信號途徑或ABA信號途徑不是主要途徑。

本研究發(fā)現(xiàn)MsWRKY33蛋白不具有信號肽,有較強的蛋白免疫原性,并根據(jù)其蛋白特性克隆了MsWRKY33抗原序列,制備了MsWRKY33多克隆抗體。通過WB實驗發(fā)現(xiàn)MsWRKY33蛋白對鹽脅迫響應(yīng)較為敏感,且可能通過非ABA依賴信號傳導(dǎo)途徑參與鹽脅迫調(diào)控。

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