杉木ClWRKY44基因克隆及其表达特性分析

doi:10.12302/j.issn.1000-2006.202011005

国家林草科技领军期刊
中国精品科技期刊
中国高校百佳科技期刊
江苏省新闻出版政府奖期刊奖
RCCSE林学权威期刊（A+）
CSCD核心期刊
Scopus数据库收录期刊
中文核心期刊
SCD核心期刊

作者加群：102861116

微信公众号：南京林业大学学报

高级检索

南京林业大学学报（自然科学版） ›› 2022, Vol. 46 ›› Issue (1): 203-209.doi: 10.12302/j.issn.1000-2006.202011005

杉木ClWRKY44基因克隆及其表达特性分析

林莉莉¹^,²^,³(), 胡安琪¹, 陈钢¹^,³, 张霁月¹, 曹光球¹^,³, 曹世江¹^,³^,^*()

1.福建农林大学林学院,福建福州 350002
2.华川技术有限公司,福建福州 350008
3.国家林业和草原局杉木工程技术研究中心,福建福州 350002

收稿日期:2020-11-03 接受日期:2021-04-05 出版日期:2022-01-30 发布日期:2022-02-09
通讯作者: 曹世江
基金资助:
国家重点研发计划(2010TFD0600301);福建农林大学高峰学科项目(71201800739)

Cloning and expression characteristics of ClWRKY44 gene from Cunninghamia lanceolata

LIN Lili¹^,²^,³(), HU Anqi¹, CHEN Gang¹^,³, ZHANG Jiyue¹, CAO Guangqiu¹^,³, CAO Shijiang¹^,³^,^*()

1. College of Forestry, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China
2. Huachuan Technology Company Limited, Fuzhou 350008, China
3. Chinese Fir Engineering Technology Research Center of the National Forestry and Grassland Administration, Fuzhou 350002, China

Received:2020-11-03 Accepted:2021-04-05 Online:2022-01-30 Published:2022-02-09
Contact: CAO Shijiang

摘要/Abstract

摘要：

【目的】以杉木幼叶为试验材料,通过克隆杉木ClWRKY44基因,分析其表达特性,为揭示杉木抗逆生理的分子机制提供理论依据。【方法】采用RT-PCR技术克隆杉木ClWRKY44 基因,对其进行生物信息学分析和亚细胞定位研究,并利用实时荧光定量PCR技术分析其表达情况。【结果】杉木ClWRKY44 基因的开放阅读框(ORF)为1 776 bp,编码591个氨基酸,具有WRKY结构域。系统进化树分析结果显示ClWRKY44 基因与拟南芥(Arabidopsis thaliana)ATWRKY44 的亲缘关系较密切,其在杉木的不同器官(叶、根、茎) 中均有表达,嫩叶中的表达量最高,茎中次之,根中最低。低温胁迫处理6 h,ClWRKY44 基因相对表达量最高,约是对照组的79.8倍。干旱胁迫处理24 h,ClWRKY44 基因在高浓度干旱胁迫处理下的相对表达量最高,约是对照组的46.6倍。【结论】杉木ClWRKY44基因编码的蛋白质序列与拟南芥ATWRKY44的同源性很高,在调控植物逆境胁迫应答过程中可以发挥功能,为杉木幼苗生长发育的适应性提供参考。

关键词: 杉木, 基因克隆, 基因表达分析, 蛋白亚细胞定位, 逆境胁迫

Abstract:

【Objective】The aim of this study is to clone the Cunninghamia lanceolata ClWRKY44 gene and analyze its expression characteristics, so as to provide a theoretical basis for revealing the molecular mechanism of stress resistance physiology of Cunninghamia lanceolata. 【Method】 We cloned the Chinese fir ClWRKY44 gene by using RT-PCR technology, conducted bioinformatics analysis and subcellular localization study, and used real-time fluorescent quantitative PCR technology to analyze its expression. 【Result】The open reading frame (ORF)of ClWRKY44 gene is 1 776 bp, which encodes 591 amino acids and has a WRKY domain. Phylogenetic tree analysis showed that ClWRKY44 gene was closely related to Arabidopsis thaliana ATWRKY44. It was expressed in different organs (leaves, roots, stems) of Cunninghamia lanceolata. After 6 h of low temperature stress treatment, the relative expression of ClWRKY44 gene was the highest, about 79.8 times that of the control group. After 24 h of drought stress treatment, the relative expression of ClWRKY44 gene was the highest under high concentration drought stress treatment, about 46.6 times that of the control group. 【Conclusion】The protein sequence encoded by Chinese fir ClWRKY44 gene has high homology with Arabidopsis ATWRKY44. It can play a role in regulating plant stress response, and provide a reference for the adaptability of Chinese fir seedling growth and development.

Key words: Cunninghamia lanceolate, gene cloning, gene expression analysis, protein subcellular localization, stresses

中图分类号:

S722
Q751

林莉莉,胡安琪,陈钢,等. 杉木ClWRKY44基因克隆及其表达特性分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(1): 203-209.

LIN Lili, HU Anqi, CHEN Gang, ZHANG Jiyue, CAO Guangqiu, CAO Shijiang. Cloning and expression characteristics of ClWRKY44 gene from Cunninghamia lanceolata[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2022, 46(1): 203-209.DOI: 10.12302/j.issn.1000-2006.202011005.

图/表 9

表1

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

参考文献 22

[1]	叶义全, 罗红艳, 李茂, 等. 氮素形态对杉木幼苗侧根生长和叶片光合特性的影响[J]. 西北植物学报, 2018, 38(11):2036-2044.
	YE Y Q, LUO H Y, LI M, et al. Effects of nitrogen forms on lateral roots development and photosynthetic characteristics in leaves of Cunninghamia lanceolata seedlings[J]. Acta Bot Boreali Occidentalia Sin, 2018, 38(11):2036-2044. DOI: 10.7606/j.issn. 1000-4025.2018.11.2036. doi: 10.7606/j.issn. 1000-4025.2018.11.2036
[2]	刘圣恩, 林开敏, 蔡锰柯, 等. 近自然生态恢复条件下杉木老龄林群落优势树种种群结构与空间格局[J]. 应用与环境生物学报, 2015, 21(3):540-546.
	LIU S E, LIN K M, CAI M K, et al. Population structure and spatial pattern of dominant species in old-growth Chinese fir communities under near-natural restoration[J]. Chin J Appl Environ Biol, 2015, 21(3):540-546.DOI: 10.3724/SP.J.1145.2015.01001. doi: 10.3724/SP.J.1145.2015.01001
[3]	彭万喜, 吴义强, 张仲凤, 等. 中国的杉木研究现状与发展途径[J]. 世界林业研究, 2006, 19(5):54-58.
	PENG W X, WU Y Q, ZHANG Z F, et al. Situation and developing trends of Chinese fir[J]. World For Res, 2006, 19(5):54-58.DOI: 10.13348/j.cnki.sjlyyj.2006.05.010. doi: 10.13348/j.cnki.sjlyyj.2006.05.010
[4]	YANG L, ZHAO X, YANG F, et al. PtrWRKY19,a novel WRKY transcription factor,contributes to the regulation of pith secondary wall formation in Populus trichocarpa[J]. Sci Rep, 2016, 6:18643.DOI: 10.1038/srep 18643. doi: 10.1038/srep 18643
[5]	HE G H, XU J Y, WANG Y X, et al. Drought-responsive WRKY transcription factor genes TaWRKY1 and TaWRKY33 from wheat confer drought and/or heat resistance in Arabidopsis[J]. BMC Plant Biol, 2016, 16(1):116.DOI: 10.1186/s12870-016-0806-4. doi: 10.1186/s12870-016-0806-4
[6]	KIM C Y, VO K T X, NGUYEN C D, et al. Functional analysis of a cold-responsive rice WRKY gene,OsWRKY71[J]. Plant Biotechnol Rep, 2016, 10(1):13-23.DOI: 10.1007/s11816-015-0383-2. doi: 10.1007/s11816-015-0383-2
[7]	曾铭, 高文杰, 帅鹏, 等. 杉木WRKY基因家族成员鉴定及在低磷胁迫下的表达[J]. 东北林业大学学报, 2019, 47(4):12-20.
	ZENG M, GAO W J, SHUAI P, et al. Identification of WRKY gene family members in Chinese fir and its expression analysis under low phosphorus stress[J]. J Northeast For Univ, 2019, 47(4):12-20.DOI: 10.13759/j.cnki.dlxb.2019.04.003. doi: 10.13759/j.cnki.dlxb.2019.04.003
[8]	RUSHTON P J, SOMSSICH I E, RINGLER P, et al. WRKY transcription factors[J]. Trends Plant Sci, 2010, 15(5):247-258.DOI: 10.1016/j.tplants.2010.02.006. doi: 10.1016/j.tplants.2010.02.006
[9]	LUO X, SUN X, LIU B, et al. Ectopic expression of a WRKY homolog from Glycine soja alters flowering time in Arabidopsis[J]. PLoS One, 2013, 8(8):e73295.DOI: 10.1371/journal.pone.0073295. doi: 10.1371/journal.pone.0073295
[10]	RUSHTON P J, MACDONALD H, HUTTLY A K, et al. Members of a new family of DNA-binding proteins bind to a conserved Cis-element in the promoters of α-Amy2 genes[J]. Plant Mol Biol, 1995, 29(4):691-702.DOI: 10.1007/BF00041160. doi: 10.1007/BF00041160
[11]	ISHIGURO S, NAKAMURA K. Characterization of a cDNA en-coding a novel DNA-binding protein,SPF1,that recognizes SP8 sequences in the 5,upstream regions of genes coding for sporamin and beta-amylase from sweet potato[J]. Mol Gen Genet, 1994, 244(6):563-571.DOI: 10.1007/bf00282746. doi: 10.1007/bf00282746
[12]	JIN J, TIAN F, YANG D C, et al. PlantTFDB 4.0:toward a central hub for transcription factors and regulatory interactions in plants[J]. Nucleic Acids Res, 2017, 45(d1):D1040-D1045.DOI: 10.1093/nar/gkw982. doi: 10.1093/nar/gkw982
[13]	张颖, 陈婉婷, 陈冉红, 等. 杉木实时荧光定量PCR分析中内参基因的选择[J]. 林业科学研究, 2019, 32(2):65-72.
	ZHANG Y, CHEN W T, CHEN R H, et al. Quantitature real-time PCR analysis of Cunninghamia lanceolate in the selection of the reference genes[J]. For Res, 2019, 32(02):65-72.DOI: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.02.010. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.02.010
[14]	李钰, 郑文寅, 冯春, 等. 非生物逆境胁迫下普通小麦烟农19幼苗FeSOD基因表达分析[J]. 作物杂志, 2016(4):75-79.
	LI Y, ZHENG W Y, FENG C, et al. Analysis of Fe SOD gene expression in normal wheat Yannong 19 seedlings under abiotic stress[J]. Crops, 2016(4):75-79.DOI: 10.16035/j.issn.1001-7283.2016.04.012. doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2016.04.012
[15]	TAMURA K, DUDLEY J, NEI M, et al. MEGA4: molecular evolutionary genetics analysis (MEGA) software version 4.0[J]. Mol Biol Evol, 2007, 24(8):1596-1599.DOI: 10.1093/molbev/msmoP2. doi: 10.1093/molbev/msmoP2
[16]	NELSON B K, CAI X, NEBENFÜHR A. A multicolored set of in vivo organelle markers for co-localization studies in Arabidopsis and other plants[J]. Plant J, 2007, 51(6):1126-1136.DOI: 10.1111/j.1365-313x.2007.03212.x. doi: 10.1111/j.1365-313x.2007.03212.x
[17]	钱金鑫, 齐学军, 解莉楠, 等. 拟南芥中WRKY家族基因功能的研究进展[J]. 安徽农业科学, 2014, 42(5):1295-1297,1301.
	QIAN J X, QI X J, XIE L N, et al. Research advances about function of WRKY family gene in Arabidopsis thaliana[J]. J Anhui Agric Sci, 2014, 42(5):1295-1297,1301.DOI: 10.13989/j.cnki.0517-6611.2014.05.003. doi: 10.13989/j.cnki.0517-6611.2014.05.003
[18]	QIU Y P, JING S J, FU J, et al. Cloning and analysis of expression profile of WRKY13 genes in rice[J]. Chin Sci Bull, 2004, 49(20):2159-2168.DOI: 10.1007/BF03185783. doi: 10.1007/BF03185783
[19]	WANG C T, RU J N, LIU Y W, et al. Maize WRKY transcription factor ZmWRKY106 confers drought and heat tolerance in transgenic plants[J]. Int J Mol Sci, 2018, 19(10):3046.DOI: 10.3390/ijms19103046. doi: 10.3390/ijms19103046
[20]	王瑞, 吴华玲, 王会芳, 等. 小麦TaWRKY44基因的克隆、表达分析及功能鉴定[J]. 作物学报, 2013, 39(11):1944-1951. doi: 10.3724/SP.J.1006.2013.01944
	WANG R, WU H L, WANG H F, et al. Cloning,characterization,and functional analysis of TaWRKY44 gene from wheat[J]. Acta Agron Sin, 2013, 39(11):1944-1951.DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01944. doi: 10.3724/SP.J.1006.2013.01944
[21]	王莎莎. 大豆GmWRKY基因的诱导表达及GmWRKY148的功能研究[D]. 南京:南京农业大学, 2018.
	WANG S S. Induced expression analysis of soybean GmWRKY gene and functional study of GmWRKY148[D]. Nanjing:Nanjing Agricultural University, 2018.
[22]	李新宇, 何利明, 詹亚光. 水曲柳Fm WRKY44基因克隆及表达分析[J]. 植物研究, 2019, 39(4):529-538.
	LI X Y, HE L M, ZHAN Y G. Cloning and expression analysis of FmWRKY44 gene in Fraxinus mandshurica[J]. Bull Bot Res, 2019, 39(4):529-538.DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2019.04.007. doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2019.04.007

相关文章 15

[1]	鲁旭东, 董禹然, 李垚, 毛岭峰. 中国亚热带杉木人工林不同林分发育阶段的群落构建机制[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2024, 48(1): 67-73.
[2]	王林龙, 张怀清, 杨廷栋, 张京, 雷可欣, 陈传松, 张华聪, 刘洋, 崔泽宇, 左袁青. 一种优化森林仿真的碰撞检测及响应算法研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(5): 19-27.
[3]	刘增才, 王淑婷, 佟鑫宇, 邹莉. 暴马桑黄GPS基因克隆及响应茉莉酸甲酯诱导表达研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(4): 123-130.
[4]	魏祯祯, 宋程威, 郭丽丽, 郭琪, 侯小改. ‘凤丹’PoERF4基因的克隆及表达分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(3): 56-62.
[5]	赵铭臻, 刘静, 邹显花, 郑宏, 范福金, 林开敏, 马祥庆, 李明. 间伐施肥对杉木中龄林生长和材种结构的影响[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(2): 70-78.
[6]	郭常酉, 郭宏仙, 王宝华. 基于气候因子的杉木单木胸径生长模型构建[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(1): 47-56.
[7]	叶代全. 杉木第4代育种候选群体的12年生全同胞子代测定表现与选择[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(6): 240-250.
[8]	贾展慧, 贾晓东, 许梦洋, 莫正海, 翟敏, 宣继萍, 张计育, 王刚, 王涛, 郭忠仁. 薄壳山核桃原花青素合成关键酶基因的克隆与表达分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(5): 49-57.
[9]	王有良, 林开敏, 宋重升, 崔朝伟, 彭丽鸿, 郑宏, 郑鸣鸣, 任正标, 邱明镜. 间伐对杉木人工林生态系统碳储量的短期影响[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(3): 65-73.
[10]	刘青青, 黄智军, 马祥庆, 王正宁, 邢先双, 刘博. 遮阴条件下杉木幼苗生长和C、N、P化学计量特征的变化[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(3): 74-82.
[11]	薛蓓蓓, 田国双. 不同碳补贴机制下杉木人工林最优轮伐期和碳汇成本分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(2): 27-34.
[12]	朱念福, 张怀清, 崔泽宇, 杨廷栋, 李永亮, 刘华. 基于空间结构的杉木枝下高可视化模拟研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(1): 51-57.
[13]	崔泽宇, 张怀清, 左袁青, 杨廷栋, 刘洋, 张京, 王林龙. 杉木三维模型各方向枝下高分布研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(1): 81-87.
[14]	熊光康, 厉月桥, 熊有强, 段爱国, 曹德春, 孙建军, 聂林芽, 盛炜彤. 低密度造林对杉木生长、形质和材种结构的影响[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2021, 45(3): 165-173.
[15]	黎梦娟, 朱礼明, 霍俊男, 张景波, 施季森, 成铁龙. 唐古特白刺NtCBL1、NtCBL2基因克隆及表达分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2021, 45(3): 93-99.

引物名称 primer number	引物序列 primer sequence (5'-3')
WRKY44Q-Fw	GGACAGAAAGTGGTGAAGGG
WRKY44Q-Rv	TAGTGGCGCATCATGGTTGT
Actin-Fw	CAGCAACTGGGATGATATGG
Actin-Rv	ATTTCGCTTTCAGCAGTGGT

杉木ClWRKY44基因克隆及其表达特性分析

Cloning and expression characteristics of ClWRKY44 gene from Cunninghamia lanceolata

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 9

参考文献 22

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

作者

读者

审稿