橡胶草TkAPC10基因的鉴定及其表达模式分析

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.014

植物研究 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (5): 830-839.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.014

橡胶草TkAPC10基因的鉴定及其表达模式分析

覃碧¹, 王肖肖¹^,², 杨玉双¹, 聂秋海³, 陈秋惠¹, 刘实忠¹()

^1.中国热带农业科学院橡胶研究所，海口 571101
^2.海南大学热带作物学院，海口 570228
^3.北京玲珑蒲公英科技发展有限公司，北京 110000

收稿日期:2021-06-02 出版日期:2022-09-20 发布日期:2022-09-15
通讯作者: 刘实忠 E-mail:sz_liu@126.com
作者简介:覃碧（1982—），女，副研究员，主要从事产胶植物种质资源收集与评价、天然橡胶生物合成调控研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(31970364);北京玲珑蒲公英科技发展有限公司研发课题（橡胶草种质收集、创新与良种繁育）

Identification and Expression Pattern Analysis of TkAPC10 in Taraxacum kok-saghyz Rodin

Bi QIN¹, Xiaoxiao WANG¹^,², Yushuang YANG¹, Qiuhai NIE³, Qiuhui CHEN¹, Shizhong LIU¹()

^1.Rubber Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences，Haikou 571101
^2.College of Tropical Crops，Hainan University，Haikou 570228
^3.Beijing Linglong Dandelion Technology and Development Ltd，Beijing 110000

Received:2021-06-02 Online:2022-09-20 Published:2022-09-15
Contact: Shizhong LIU E-mail:sz_liu@126.com
About author:Qin Bi（1982—），female，associate research fellow，mainly engaged in collection and evaluation of rubber-producing germplasm resources and regulation of natural rubber biosynthesis.
Supported by:
National Natural Science Foundation Program of China(31970364);Research and development project of Beijing Linglong Dandelion Technology and Development Ltd.（Germplasm collection, innovation and breeding of Taraxacum kok-saghyz Rodin）

摘要/Abstract

摘要：

APC/C是一类泛素连接酶E3复合体，在调控细胞周期过程中发挥重要作用。为了揭示橡胶草APC/C蛋白复合体的功能，鉴定了橡胶草TkAPC10基因，并对其表达模式进行了分析，初步确定了其功能。TkAPC10基因的ORF为579 bp，编码192个氨基酸，其基因组DNA序列为1 092 bp，包含6个外显子和5个内含子。基因组分析发现，TkAPC10以单拷贝的形式存在，其启动子序列除了含有TATA-box和CAAT-box增强子元件外，还有ABA、JA、光以及逆境响应相关的顺式作用元件。系统进化关系分析发现，不同物种的APC10蛋白具有很高的同源性，TKAPC10与莴苣LsAPC10的相似性最高达到99%，而与其他菊科植物的APC10蛋白相似性也达到95%以上。进一步采用qRT-PCR技术对TKAPC10的表达模式进行分析，结果表明，该基因在细胞分裂旺盛的组织（花、叶和根）中的表达量显著高于细胞分裂活动相对缓慢的组织（花梗）。外源ABA处理后，TKAPC10基因转录水平显著下降；而MeJA和ET处理后，该基因显著上调表达。经PEG6000以及甘露醇处理后，TKAPC10表达水平显著下降；而高盐胁迫显著诱导该基因的表达。TKAPC10基因参与橡胶草细胞分裂、激素信号以及非生物胁迫响应过程的调控。

关键词: 橡胶草, TkAPC10, 细胞分裂, 激素信号传导, 非生物胁迫

Abstract:

APC/C is an E3 ubiquitin-ligase complex that is involved in regulating cell-cycle progression. In order to reveal the function of the APC/C complex in Taraxacum kok-saghyz Rodin（TKS）， TkAPC10 was identified， and its expression pattern was analyzed to preliminarily determine its function in this study. The ORF of TkAPC10 was 579 bp， encoding 192 amino acids. Its genomic DNA sequence was 1 092 bp， contained 6 exons and 5 introns. Genome analysis showed that TkAPC10 was a single copy in TKS genome. In addition to the TATA-box and CAAT-box enhancer elements， TkAPC10 promoter contained cis-acting elements related to ABA， JA， light， and stress response. Phylogenetic analysis suggested that APC10 from different species showed high homology. The similarity between TKAPC10 and lettuce LsAPC10 was up to 99%， and the similarity to APC10 from other Compositae plants was also over 95%. The expression pattern of TKAPC10 was analyzed by qRT-PCR， and the results indicated that TKAPC10 expression in the tissues with vigorous cell division（such as flowers， leaves and roots） was significantly higher than that with relatively slower cell division （such as pedicel）. Under exogenous ABA treatment， the transcript level of TKAPC10 was obviously decreased， while it was significantly increased after MeJA and ET treatments. Under PEG6000 and mannitol treatments， the expression of TKAPC10 was obviously decreased， but its expression was markedly induced by salt stress treatment. The results in this study suggested that TKAPC10 was involved in the regulation of cell division， hormone signaling and abiotic stress response in TKS.

Key words: Taraxacum kok-saghyz Rodin, TkAPC10, cell division, hormone signal transduction, abiotic stress

中图分类号:

S576

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图/表 7

表1

图1

图2

图3

图4

图5

图6

参考文献 45

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引物名称 Primer name	引物序列 Primer sequence（5′—3′）
TkAPC10-F	ATGGCTACGGAGTCATCCGA
TkAPC10-R	TCATCTCACAGTTGAGTAAG
TkAPC10-QF	AGGGGGAAGAAGAAACGAAA
TkAPC10-QR	GAAGAGAAGAGACGCCATTG
TkActin-F	GGAAGGATCTTTATGGGAAC
TkActin-R	CAGACACTATACTTCCTCTCAGG

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