杉木ClHSP70基因的克隆及表达模式分析

摘要

本研究通过克隆、生物信息学和表达分析方法对杉木热激蛋白70（heat shock protein 70,HSP70）基因进行研究，为深入理解杉木HSP70基因的功能和杉木遗传改良以及其可持续栽培提供科学依据。本研究选用杉木优良无性系“洋061”一年生苗作为试验材料，利用逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）克隆得到ClHSP70基因。运用Expasy软件等在线软件预测并分析ClHSP70蛋白的理化性质、跨膜螺旋域、信号肽、二级结构和三级结构；运用Cell-PLoc 2.0在线软件预测蛋白的亚细胞定位；运用Mega 11软件构建系统发育树；克隆ClHSP70基因并构建到pCAMBIA35s-EGFP载体中，分析ClHSP70蛋白的亚细胞定位；并利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR）对其表达水平进行分析。克隆得到的ClHSP70基因编码670个氨基酸，ClHSP70蛋白的分子式为C₃₂₉₇H₅₃₀₆N₉₄₀O₁₀₀₈S₂₆,具有不稳定性，不含信号肽和跨膜区域，预测定位于细胞质。系统进化分析表明，杉木ClHSP70与欧榛Corylus avellana亲缘关系更为密切。亚细胞定位实验结果显示，ClHSP70蛋白定位于细胞核；qRT-PCR表达分析，ClHSP70基因在叶片中的相对表达量最高。ClHSP70基因在高温条件下6 h后相对表达量达到峰值，干旱处理12 h其表达量达到最大值，即ClHSP70基因受高温和干旱胁迫诱导上调表达。杉木ClHSP70基因的成功克隆与序列分析，揭示了其在杉木不同组织中的表达及对高温与干旱胁迫的响应，并为杉木抗逆性育种提供重要的理论基础。

关键词

杉木 / ClHSP70基因 / 基因克隆 / 亚细胞定位 / 高温与干旱胁迫