菠萝AcCAX1克隆及表达分析

摘要

[目的]克隆鉴定菠萝Ca²⁺/H⁺反向转运蛋白AcCAX1，并对其全长序列和表达谱进行分析，可为该蛋白的功能研究奠定基础。[方法]利用PCR扩增和基因克隆技术获得AcCAX1的cDNA全长序列；通过生物信息学方法对该基因编码的氨基酸序列进行结构预测、序列比对和进化树分析；最后结合实时荧光定量PCR技术检测AcCAX1对不同离子、不同温度胁迫以及不同植物激素的响应。[结果]该基因开放阅读框为1428 bp，编码1个由475个氨基酸组成、相对分子质量50 801.11 Da、理论等电点为6.24的稳定疏水蛋白。序列分析表明，AcCAX1氨基酸序列中包含11个典型的跨膜结构域，组成了2个保守的Ca²⁺/H⁺反向转运蛋白结构域。CAX1蛋白二级结构中α螺旋占比最大为58.74%，其次是无规则卷曲、延伸链和β-折叠，占比分别为21.68%、14.95%和4.63%。实时荧光定量PCR分析表明，AcCAX1的转录水平可以受外源CaCl₂和NaCl诱导升高，受MnCl₂处理降低。AcCAX1在菠萝老叶和茎中转录水平较高，在果实和花蕾中较低。烟草亚细胞定位结果显示，AcCAX1在细胞膜、细胞质以及细胞核中均存在表达。此外，AcCAX1启动子区域包含大量非生物胁迫响应元件，并且AcCAX1转录水平受4℃低温和37℃高温胁迫显著抑制。[结论]AcCAX1作为菠萝中Ca²⁺/H⁺反向转运蛋白，可能在菠萝非生物胁迫响应中发挥重要作用。

关键词

菠萝 / AcCAX1 / Ca²⁺/H⁺反向转运蛋白 / 基因表达 / 胁迫响应