一个编码含VQ模序蛋白的基因AtARVQ1参与拟南芥对砷酸盐的响应调控  被引量:2

AtARVQ1 encodes a novel VQ motif-containing protein involved in arsenate stress response regulation in Arabidopsis

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作  者:刘安娜[1,2] 腾瑶[2] 徐文忠[2] 麻密[2] 

机构地区:[1]内蒙古农业大学生命科学学院,呼和浩特010018 [2]中国科学院植物研究所,光合作用与环境分子生理学重点实验室,北京100093

出  处:《科学通报》2011年第23期1891-1898,共8页Chinese Science Bulletin

基  金:中国科学院知识创新工程重要方向性项目(KSCX2-YW-G053)资助

摘  要:砷酸盐(AsⅤ)是一种对包括人类和植物在内大部分生物具有剧毒的重金属.结果显示,编码含植物特有VQ模序蛋白基因AtARVQ1(arsenate-repressed VQ motif-containing protein1)参与拟南芥对AsⅤ应答和抗性调控.结果表明,砷酸盐胁迫强烈抑制AtARVQ1基因在拟南芥中的转录表达.进一步利用组成型启动子CaMV35S驱动AtARVQ1基因在拟南芥中的表达,获得在砷酸盐处理条件下增强AtARVQ1基因转录的超表达植株,发现超表达AtARVQ1可以明显提高拟南芥对砷酸盐的抗性水平.系统进化分析发现,含VQ模序结构的AtARVQ1同源基因为植物特有,并进化出两大分支4个子分支,这类同源基因在双子叶植物和苔藓中分布于两大分支上,而在单子叶植物中仅分布在同一子分支上.这些结果表明,AtARVQ1基因在拟南芥对砷酸盐的抗性应答上有着重要作用,而其同源基因也可能在其他植物对砷胁迫应答中发挥作用.Arsenate is a highly toxic heavy metal containing compound poisonous to most living organisms, including human and plants. We report that the AtARVQ1 gene encodes a plant-specific VQ motif-containing protein involved in the response and resistance of Arabidopsis to arsenate stress. The expression of AtARVQ1 was strongly downregulated by arsenate stress. To determine the function of AtARVQ1 in planta, transgenic Arabidopsis plants expressing AtARVQ1 driven by a CaMV-35S promoter were generated. Overexpressing transgenic lines with high levels of AtARVQ1 expression were observed to be more resistant to arsenate stress. Moreover, phylogenetic analysis showed that all homologs of AtARVQ1 were plant-specific and evolved from two primitive branches, which were classified into four clusters. The AtARVQI-like proteins in dicots and bryophyta were segregated into the two branches, whereas those in monocot plants all fall into one sub-branch. These results suggest that AtARYQ1 and its homologs may have important roles in the plant response to arsenate stress.

关 键 词:拟南芥 砷酸盐 VQ模序 超表达 砷抗性 

分 类 号:Q943[生物学—植物学]

 

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