Page 103 - 《广西植物》2020年第6期
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６ 期 梁芳等: 蝴蝶兰 ＰｈＮＡＣ１ 基因序列分析及对低温胁迫的响应 ８ ４ ９
为 ３３.５３ꎬ属于稳定蛋白ꎮ ＰｈＮＡＣ１ 蛋白序列中存 ２.３ ＰｈＮＡＣ１ 基因的表达特性分析
在 ４１ 个潜在的磷酸化位点ꎬ包括 ２１ 个 Ｓｅｒ 位点、 由图 ５ 可知ꎬＰｈＮＡＣ１ 基因在蝴蝶兰的营养器
１４ 个 Ｔｈｒ 位点和 ６ 个 Ｔｙｒ 位点ꎮ 对 ＰｈＮＡＣ１ 蛋白 官和生殖器官中均有表达ꎬ在蕊柱中的表达水平最
进行二级结构预测ꎬ结果表明该蛋白二级结构由 α 高ꎬ明显高于其他组织ꎬ在根、叶和翼瓣中表达水平
螺旋(Ｈｈ)、伸展链( Ｅｅ) 和无规则卷曲( Ｃｃ) 组成ꎬ 最低ꎮ 在 １１ ℃ / ６ ℃低温条件下ꎬＰｈＮＡＣ１ 基因的转
其中无规则卷曲占 ７０.６％ꎬ伸展链占 ２７.４８％ꎬα 螺 录表达水平在处理 １、２、３、５ ｄ 逐渐升高ꎬ处理第 ７
旋仅占 １.９２％ꎮ 天明显下降(图 ６:Ａ)ꎻ在 ４ ℃ 低温条件下ꎬＰｈＮＡＣ１
采 用 ＳＷＩＳＳ￣ＭＯＤＥＬ 同 源 建 模 的 方 法ꎬ 以 基因的表达水平在处理 ０.５ ｈ 表达量下降ꎬ处理 １ ｈ
４ｄｕｌ.１ (拟南芥 ＡＮＡＣ０１９)为模型对 ＰｈＮＡＣ１ 进行 后表达量上升至对照水平ꎬ之后无明显变化ꎬ在处
蛋白质三级结构建模(图 ２)ꎬ结果表明 ＰｈＮＡＣ１ 与 理 ２４ ｈ 和 ４８ ｈ 后又明显升高(图 ６:Ｂ)ꎮ
４ｄｕｌ.１ 相似性为 ５６.３３％ꎬ推测 ＰｈＮＡＣ１ 是与胁迫
响应相关的 ＮＡＣ 转录因子ꎮ ３ 讨论与结论
ＮＡＣ 转录因子是一类数量巨大的植物转录因
子ꎬ在植物的生长发育调控及抗逆响应中发挥重
要的作用( Ｓｕｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８ꎻＳｉｎｇｈ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎮ
Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ.(２０１９)报道 ＮＡＣ 转录因子参与高温诱导
的荔枝花序败育ꎮ Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.(２０１４) 首次报道西
瓜 ＮＡＣ 转录因子 ＣｃＮＡＣ１ 和 ＣｃＮＡＣ２ 参与光信号
途径和生长激素信号途径ꎮ 通过抑制 ＡＢＡ 信号通
图 ２ ＰｈＮＡＣ１ 蛋白的三级结构预测 路相关基因ꎬ过表达 ＯＮＡＣ０６６ 可以提高水稻对稻
Ｆｉｇ. ２ Ｐｕｔａｔｉｖｅ ｔｅｒｔｉａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＰｈＮＡＣ１ ｐｒｏｔｅｉｎ 瘟病和白叶枯病的抗性( Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ 本文
从蝴蝶兰中通过同源克隆的方法得到一个 ＮＡＣ 转
２.２.２ ＰｈＮＡＣ１ 基因同源性与系统进化分析 将蝴 录因子基因 ＰｈＮＡＣ１ꎬ对该基因编码的氨基酸序列
蝶 兰 ＰｈＮＡＣ１ 基 因 编 码 的 氨 基 酸 序 列 进行分析ꎬ发现在 Ｎ 端具有 ＮＡＣ 结构域ꎬ该结构
(ＡＸＦ５０２５２)与已登录到 ＮＣＢＩ 上的其他 ４ 种兰科 域是 ＮＡＣ 转录因子特有的结构域ꎮ 运用生物信息
学方法对 ＰｈＮＡＣ１ 蛋白进行分析预测ꎬＰｈＮＡＣ１ 是
植物 的 ＮＡＣ 蛋 白 进 行 序 列 比 对 分 析 ( 图 ３)ꎬ
ＰｈＮＡＣ１ 与 小 兰 屿 蝴 蝶 兰 ( Ｐｈａｌａｅｎｏｐｓｉｓ ｅｑｕｅｓｔｒｉｓꎬ 一种稳定的亲水性蛋白ꎬ具有多个潜在的磷酸化
ＸＰ ＿ ０２０５７６３７９) 的 氨 基 酸 序 列 一 致 性 最 高 为 位点ꎮ 将 ＰｈＮＡＣ１ 蛋白与其他已登录的兰科植物
９７％ꎬ均为 ３１３ 个氨基酸ꎬ二者仅有 ８ 个氨基酸的 ＮＡＣ 蛋白序列进行比较ꎬ发现都具有高度保守的
差异ꎻ其次为铁皮石斛(Ｄｅｎｄｒｏｂｉｕｍ ｃａｔｅｎａｔｕｍꎬ ＸＰ＿ Ｎ 端和多变的 Ｃ 端ꎬＮ 端含有 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ ５ 个典
０２０６９５０８１)ꎬ二者序列一致性为 ８４％ꎻ与深圳拟兰 型亚结构域( Ｐｕｒａｎｉｋ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２)ꎮ 进化分析表
( Ａｐｏｓｔａｓｉａ ｓｈｅｎｚｈｅｎｉｃａꎬ ＰＫＡ６６９６２ ) 和 杂 交 兰 明ꎬＰｈＮＡＣ１ 与小兰屿蝴蝶兰的亲缘关系最近ꎬ仅
(Ｃｙｍｂｉｄｉｕｍ ｈｙｂｒｉｄꎬ ＢＡＦ３６５６３) 的一致性较低ꎬ分 有 ８ 个氨基酸的差异ꎬ序列一致性达到 ９７％ꎮ 三
别为 ５１％ 和 ３２％ꎮ 将 ＰｈＮＡＣ１ 氨 基 酸 序 列 经 级 空 间 结 构 预 测 表 明ꎬ ＰｈＮＡＣ１ 与 拟 南 芥
ＢＬＡＳＴ 比对ꎬ选择序列一致性较高的 １５ 种植物ꎬ ＡＮＡＣ０１９ 的相似度最高ꎬ推测 ＰｈＮＡＣ１ 是与胁迫
利用 ＮＪ 法构建无根系统进化树( 图 ４)ꎬ显示蝴蝶 响应相关的 ＮＡＣ 转录因子(Ｊｅｎｓｏｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１０)ꎮ
兰与小兰屿蝴蝶兰、铁皮石斛、深圳拟兰亲缘关系 用实时荧光定量 ＰＣＲ 对 ＰｈＮＡＣ１ 基因在蝴蝶
最近ꎬ其次为番红花( Ｃｒｏｃｕｓ ｓａｔｉｖｕｓꎬ ＡＢＵ４０７７６)ꎬ 兰 各 个 组 织 中 的 表 达 特 性 进 行 了 研 究ꎬ 发 现
与其他植物的亲缘关系较远ꎮ ＰｈＮＡＣ１ 基因在蝴蝶兰的根、叶及各个花器官组织
