黄瓜CsGPX基因克隆与细菌性角斑病胁迫下的表达分析

孟令波 孙婷婷 赵倩 胡宝忠

摘要 [目的]克隆CsGPX基因并研究其与黄瓜抗病性的关系。[方法]采用RT-PCR技术克隆黄瓜CsGPX基因cDNA序列全长，并对其进行生物信息学分析;采用荧光定量PCR的方法分析CsGPX基因在细菌性角斑病侵染0～96h下的表达情况。[结果]CsGPX基因cDNA序列全长914bp，包含一个513bp的开放阅读框，编码170个氨基酸，该基因编码蛋白的相对分子质量约为19.02kD，理论等电点是8.66，为亲水性蛋白，不具有跨膜结构，不含信号肽序列。实时荧光定量PCR分析表明，CsGPX在黄瓜叶中有表达。在黄瓜细菌性角斑病菌侵染下，该基因在黄瓜叶中表达增高，明显受黄瓜细菌性角斑病菌的诱导。[结论]CsGPX基因的分子鉴定为进一步解析该基因在黄瓜抗病机制方面的作用提供重要依据。

关键词 黄瓜;谷胱甘肽过氧化物酶;基因克隆;细菌性角斑病;荧光定量PCR

中图分类号 S.436.421文献标识码A

文章编号0517-6611（2021）07-0099-04

Abstract[Objective]TocloneCsGPXgeneandstudytherelationshipbetweenCsGPXgeneanddiseaseresistanceofcucumber.[Method]TheCsGPXgenecDNAfulllengthsequencewasclonedbyRT-PCRtechnology.CharacteristicsincludingthephysicochemicalpropertiesandconserveddomainofthededucedCsGPXproteinweredeterminedbyaseriesofbioinformaticstools.qRT-PCRtechnologywasperformedtomeasurethetranscriptlevelsofCsGPXgeneinducedbyP.syringaepv.Lachrymans.[Result]ThefulllengthnucleotidesequenceofCsGPXwas914bp，containingacompleteopenreadingframeof513bpwhichencodedapolypeptideof170aminoacids.Bioinformaticsanalysisoftheaminoacidsequenceshowedthatthemolecularweightofencodedproteinwas19.02kD，andtheoreticalisoelectricpointwas8.66.Thisproteinwasahydrophilicprotein，withouttransmembraneandsignalpeptidesequence.TheexpressionanalysesofthegenebyqRT-PCRshowedthattheCsGPXexpressdinCucumberleaves.InducedbyP.syringaepv.Lachrymans，thetranscriptlevelsofCsGPXincucumberleavesremarkablyincreasedwiththeextensionofinductiontime.[Conclusion]ThisstudylaidafoundationforprovidingimportantbasisforCsGPXgeneondiseaseresistancemechanismofcucumber.

KeywordsCucumber;Glutathioneperoxidase;Genecloning;Pseudomonassyringaepv.Lachrymans;RealtimefluorescencequantitativePCR

作者簡介 孟令波（1970—），男，黑龙江哈尔滨人，副教授，博士，从事蔬菜遗传育种与土壤微生物研究。*通信作者，教授，博士，从事植物学和植物分子生物学研究。

植物是好氧的生物体，在呼吸和光合作用过程中，线粒体、叶绿体和过氧化物酶体均可导致活性氧（reactiveoxygenspecies，ROS）的产生，尤其在外界环境胁迫下，活性氧含量大大增加[1]。为了避免ROS过量积累所造成的损伤，植物细胞内的防御系统（包括酶促和非酶促解毒系统）发挥了重要的作用。其中，酶促系统主要包括过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶和谷胱甘肽过氧化物酶等[2-3]。其中，谷胱甘肽过氧化物酶（glutathioneperoxidase，GPX）是机体内清除活性氧自由基的主要酶类，起到保护细胞免受氧化胁迫的作用，具有重要的生理功能[4]。……