龙眼DCL4的亚细胞定位分析及其对外源ABA和SA的响应

张雪莹 梁梓豪 陈晓慧 张舒婷 赖钟雄 林玉玲

摘  要：为了研究DlDCL家族中DlDCL4基因在龙眼中的功能，本研究通过氨基酸序列比对、系统发育进化树的构建、亚细胞定位验证、实时荧光定量PCR（qPCR）等方法，对其进行初步探究。結果表明：遗传进化分析显示，DCL4氨基酸序列在所选的物种间相似度高于50%，其中龙眼与甜橙（Citrus sinensis）的亲缘关系最近。在激光共聚焦显微镜观察下，洋葱细胞核发出绿色荧光，其他部位不发出荧光，表明龙眼DCL4蛋白定位于细胞核中。在24 h内，100 μmol/L的外源脱落酸（ABA）对DlDCL4都有极显著的下调效果;100 μmol/L的水杨酸（SA）对其表达量有显著的上调效果，其中8 h时表达量最大，提示DlDCL4对不同激素的响应效果不同且不同处理时长下响应效果也会有影响。

关键词：龙眼;DCL4基因;亚细胞定位;激素处理

中图分类号：S667.2      文献标识码：A

Subcellular Localization Analysis and Responses to Exogenous ABA and SA in Longan Callus of DCL4

ZAHNG Xueying*， LIANG Zihao*， CHEN Xiaohui， ZHANG Shuting， LAI Zhongxiong**， LIN Yuling*

Institute of Horticultural Biotechnology， Fujian Agricultural and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002， China

Abstract： This study carried out amino acid sequence alignment， phylogenetic tree analysis， subcellular localization verification and real-time qPCR analysis to study the function of DlDCL4 gene of DlDCL family in longan. It was found that the similarity of the amino acid sequence of DCL4 was more than 50% in the selected species. In the evolutionary relationship， DlDCL4 and navel orange （Citrus sinensis） were closely related. Under the observation of laser confocal microscopy， the onion cell nucleus emitted green fluorescence， and other parts did not emit fluorescence， so the longan DCL4 protein was localized in the nucleus. In 24 h， 100 μmol/L exogenous ABA hormone had a significant down-regulation effect on DlDCL4. SA had a significant up-regulation effect on its expression， and the effect was higher than other time treatment at 8 h， which suggested that DlDCL4 had different responses to different hormones and this effect would also be affected by different treatment durations.

Keywords： longan; DCL4 gene; subcellular localization; hormone treatment

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.06.002

Dicer是一种高度保守的核糖核酸酶，在植物中称为Dicer-like（DCL）蛋白，属于RNase Ⅲ家族，是RNA沉默途径中至关重要的组分，其通常包括DEAD box、helicase-C、DUF283、PAZ、RNase Ⅲ和dsRBD 6个结构域[1]。DCL蛋白是加工dsRNA前体生成小分子RNA的关键酶，可通过剪切dsRNA产生siRNA，启动RNAi途径的起始阶段，在植物RNA沉默机制中发挥了关键作用[2]。由于DCL结构域的多样性，不同的DCLs在不同的生物中对RNA的剪切功能存在差异[3]。每个DCL蛋白都有其各自的功能，彼此通过功能互补和自我平衡的方式发挥作用[4-6]。研究发现，在拟南芥中，AtDCL4主要在转录后的基因沉默发生作用，通过特异性识别大于100 nt的长链dsRNA，将其剪切形成20 nt的反式作用siRNA;在水稻中，OsDCL4剪切产生21 nt的反式siRNAs和phasiRNAs4[7-8]。研究表明DCL4在调控植物生长发育和适应性方面也发挥了一定生物学作用。……