Page 100 - 《广西植物》2020年第6期

８ ４ ６ 广 西 植 物 ４０ 卷
ｔｈｅ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ Ｐｈａｌａｅｎｏｐｓｉｓ ｕｓｉｎｇ ＲＴ￣ＰＣＲ ａｎｄ ＲＡＣＥ ｍｅｔｈｏｄ. Ｔｈｅ ｆｕｌｌ￣ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ＰｈＮＡＣ１ ｗａｓ １ ４４２ ｂｐꎬ ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ
ａ ９４２ ｂｐ ＯＲＦ ｔｈａｔ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ａ ｐｒｏｔｅｉｎ ｗｉｔｈ ３１３ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ ｒｅｓｉｄｕｅｓ. Ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｕｔａｔｉｖｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｗａｓ
３５.２２ ｋＤａ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｐＩ ｗａｓ ６.９５ꎬ ａ ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ａｎｄ ｕｎｓｔａｂｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎ. Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｈｏｗｅｄ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒａｎｄｏｍ ｃｏｉｌ ａｎｄ ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｓｔｒａｎｄ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎꎬ ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｆｏｒｍｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｅ￣
ｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｒｔｉａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ. Ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒｅｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｏｆ
ＰｈＮＡＣ１ ａｎｄ ＮＡＣｓ ｆｒｏｍ ｏｔｈｅｒ Ｏｒｃｈｉｄｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ＰｈＮＡＣ１ ｗａｓ ｃｌｏｓｅ ｔｏ Ｐｈａｌａｅｎｏｐｓｉｓ ｅｑｕｅｓｔｒｉｓ (ＸＰ＿０２０５７６３７９) ｗｉｔｈ
ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｉｄｅｎｔｉｔｙ ｏｆ ９７％ꎬ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｄｅｎｄｒｏｂｉｕｍ ｃａｔｅｎａｔｕｍ (ＸＰ＿０２０６９５０８１) ｗｉｔｈ ８４％. Ｔｈｅ ｑＲＴ￣ＰＣＲ ａｎａｌｙ￣
ｓｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＰｈＮＡＣ１ ｇｅｎｅ ｗａｓ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｉｎ ｂｏｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｇｅｔａｔｉｖｅ ａｎｄ ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ ｏｒｇａｎｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ
ｌｅｖｅｌ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ. Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ １１ ℃ / ６ ℃ꎬ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ＰｈＮＡＣ１ ｇｅｎｅ ｗａｓ ｉｎ￣
ｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｗｉｔｈ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｉｍｅ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｆｉｖｅ ｄａｙｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ａｔ ｔｈｅ ７ｔｈ ｄａｙ. Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
ｃｏｌｄ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ４ ℃ꎬ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｗａｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ａｔ ０.５ ｈꎬ ｔｈｅｎ ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ ａｎｄ ｒｅｍａｉｎｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｌｅｖｅｌ
ａｔ １ ｈ ａｆｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬ ｗｈｅｒｅａｓ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ａｆｔｅｒ ｔｒｅａｔｉｎｇ ｆｏｒ ２４、４８ ｈꎬ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ
ＰｈＮＡＣ１ ｍａｙ ｂｅ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｃｏｌｄ ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ Ｐｈａｌａｅｎｏｐｓｉｓ. Ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗｉｌｌ ｂｅ ｕｓｅｆｕｌ ｆｏｒ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ＮＡＣ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｉｎ ｃｏｌｄ ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｉｎ Ｐｈａｌａｅｎｏｐｓｉｓ ｓｐｅｃｉｅｓ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｐｈａｌａｅｎｏｐｓｉｓꎬ ＮＡＣ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒꎬ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎꎬ ｃｏｌｄ ｓｔｒｅｓｓꎬ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ

基因的转录调控控制着植物生长发育的许多 转录因子在植物逆境应答过程中起着关键作用
重要生理过程ꎬ如逆境应答、信号转导、形态建成 (Ｓｈａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)ꎮ 现已在许多植物中分离到

等ꎮ 转录因子通过与特异的目的基因启动子区相 ＮＡＣ 基因证明其能提高植物对低温胁迫的抗性ꎬ
结合ꎬ激活或抑制目的基因的转录效率ꎬ从而使植 如水 稻 ＳＮＡＣ２ ( Ｈｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００８)、 小 麦 ＴａＮＡＣ８
物对 外 界 刺 激 做 出 响 应ꎮ 近 年 来ꎬ ＮＡＣ、 ＭＹＢ、 (Ｘｉａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１０)、ＴａＮＡＣ２( Ｍａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２) 和
ＷＲＫＹ、ＡＰ２ / ＥＲＥＢＰ 等转录因子在植物逆境中的 ＴａＮＡＣ４７(Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)、芒草 ＭｌＮＡＣ５(Ｙａｎｇ

响应机制被广泛研究( Ｓｃａｒｐｅｃｉｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３ꎻＸｕｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５) 和 ＭｌＮＡＣ９( Ｚｈａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)、苜蓿
ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４ꎻＧｕａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４ꎻＢｕｔｔ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎮ ＭｆＮＡＣ３(Ｑｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６) 等ꎮ 虽然与抗逆相关的
其中ꎬＮＡＣ 转录因子是目前发现数量最大的植物 ＮＡＣ 转录因子在拟南芥和水稻中研究较为深入ꎬ
特有的转录因子家族之一( Ｏｌｓｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００５)ꎮ 但在兰花中的 研 究 还 见 之 甚 少ꎬ仅 见 Ｍｉｔａ ｅｔ ａｌ.
最早在矮牵牛 ＮＡＭ、拟南芥 ＡＴＡＦ１ / ２ 和 ＣＵＣ２ 基 (２００６) 报道蕙兰( Ｃｙｍｂｉｄｉｕｍ ｆａｂｅｒｉ) ＣｙＮＡＣ１ 转录
因编码蛋白的 Ｎ 端发现一段高度保守的氨基酸序 因子参与高温(２５ ~ ３０ ℃ )导致幼嫩花芽的坏死过
列ꎬ以此 ３ 个基因的首字母命名为 ＮＡＣ 结构域ꎬ并 程ꎬ发现在变异的抗高温植株中ꎬ该基因表达量明

将包含 ＮＡＣ 结构域的蛋白称为 ＮＡＣ 转录因子ꎮ 显比野生型低ꎮ 关于兰科植物在低温胁迫过程中
ＮＡＣ 转录因子的研究多集中在被子植物ꎮ 通过对 ＮＡＣ 转录因子的相关研究目前尚未见报道ꎮ
拟南芥和水稻的 ＮＡＣ 转录因子进化分析ꎬＮＡＣ 结 蝴蝶兰( Ｐｈａｌａｅｎｏｐｓｉｓ ａｍａｂｉｌｉｓ) 是世界著名的
构域可分为两组 １８ 个亚组ꎬＮＡＣ 结构域高度保 高档花卉ꎬ在我国各地广泛栽培ꎮ 原产于热带亚
守ꎬ仅有少数氨基酸差异ꎬ在 ＮＡＣ 蛋白 Ｃ 端转录 热带地区ꎬ性喜暖畏寒ꎬ生长适温为 １８ ~ ２８ ℃ ꎬ温

激活区有 １３ 个保守基序(Ｏｏｋａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００３)ꎮ 度过高或过低均会限制蝴蝶兰的生长ꎮ 因此ꎬ低
ＮＡＣ 转录因子参与植物生长发育诸多过程ꎬ 温是影响蝴蝶兰生长的重要环境因子之一ꎮ 我国
包括 胚 的 发 育 ( Ｌａｒｓｓｏｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１ꎻ Ｚｈａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ 北方地区蝴蝶兰均在现代化温室内种植ꎬ冬春季
２０１１)、侧根形成(Ｈａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１)、叶片衰老(Ｊｉａ 节温度较低时需对温室进行加温ꎬ因此导致生产
ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)、果实成熟(Ｋｏｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２)、激素信 成本升高ꎬ耗能巨大制约了蝴蝶兰产业的健康发
号传递和调控(Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４) 等ꎮ 此外ꎬＮＡＣ 展ꎮ 因此ꎬ研究蝴蝶兰抗冷的生理生化机制ꎬ培育