甘蔗NADP异柠檬酸脱氢酶基因（SoNADP-IDH）的克隆与表达分析

【目的】甘蔗是 C4作物，是中国最重要的糖料作物和最有希望的能源作物。克隆甘蔗 NADP 异柠檬酸脱氢酶（SoNADP-IDH）基因，为甘蔗的抗病乃至抗逆育种提供候选基因。【方法】采用双向电泳技术找到差异蛋白点，用质谱技术对相应蛋白点进行鉴定，用 RT-PCR 技术从甘蔗中克隆 SoNADP-IDH，用在线软件对获得的氨基酸序列进行分析，并用 qRT-PCR 技术研究 SoNADP-IDH 在不同组织和不同逆境胁迫条件下的表达特性。【结果】质谱成功鉴定出差异蛋白点并克隆获得该基因，命名为 SoNADP-IDH，GenBank 登录号为 KF808326。该 cDNA 全长1497 bp，含有1个1239 bp 的完整开放阅读框（ORF），编码412个氨基酸。生物信息学分析表明，该蛋白为亲水蛋白，不含信号肽，为稳定蛋白，有跨膜区域，为可溶性蛋白，二级结构分析显示，含有α-螺旋、延伸链、β-转角、无规则卷曲，并且α-螺旋和无规则卷曲占据了该蛋白质二级结构的大部分构成。在线软件分析表明该基因含有19个磷酸化位点、4个 N-糖基化位点、4个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、4个 N-肉豆蔻酰化作用位点、6个蛋白激酶 C 磷酸化位点和1个酪氨酸激酶磷酸化位点。多重序列和系统进化树分析表明，SoNADP-IDH 所编码的氨基酸序列与其他植物的异柠檬酸脱氢酶（IDH）蛋白有很高的同源性，与玉米的亲缘关系最近。实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）分析表明，SoNADP-IDH 在甘蔗的根、茎、叶中均有表达，在甘蔗体内为组成型表达，在生物胁迫（RSD 病菌）和4种非生物胁迫下低温（4℃）、干旱（PEG）、高盐（NaCl）和激素（ABA）均可影响 SoNADP-IDH 在甘蔗体内的表达，且表达模式不同。在 PEG 模拟的干旱胁迫下，SoNADP-IDH 的表达表现出先上调后下调的表达模式，6 h 表达量升到最高，之后又开始持续下降，在处理48 h 时表达量降到最低；在4℃处理的低温胁迫下，3 h 时，SoNADP-IDH 的表达量降到最低，之后随着处理时间的延长，SoNADP-IDH 的表达量增加，24h升到最高点，48 h 时，又有稍微下降；在 ABA 作用下， SoNADP-IDH 表现出“抑-扬-抑-扬”的表达模式，在处理3 h 时 SoNADP-IDH 表达量有所降低，6 h 时升到最高，在处理24 h 时降到最低，48 h 又有所