工作空间

文章信息

侯岚菲, 杨洪, 邓治, 代龙军, 门中华, 李德军
橡胶树ADC1的克隆、表达及生物信息学分析
生物技术通报, 2018, 34(11): 111-119

Hou Lan-fei, Yang Hong, Deng Zhi, Dai Long-jun, Men Zhong-hua, Li De-jun
Cloning, Expression and Bioinformatics Analyses of an ADC1 Gene in Hevea brasiliensis
Biotechnology Bulletin, 2018, 34(11): 111-119

文章历史

收稿日期:2018-05-30

橡胶树ADC1的克隆、表达及生物信息学分析
侯岚菲1,2, 杨洪2, 邓治2, 代龙军2, 门中华1, 李德军2     
1. 包头师范学院生物科学与技术学院, 包头 014030;
2. 中国热带农业科学院橡胶研究所/农业部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室/省部共建国家重点实验室培育基地-海南省热带作物栽培生理学重点实验室/海南省热带作物栽培生理学重点实验室, 儋州 571737
摘要:精氨酸脱羧酶(Arginine decarboxylase, ADC)是高等植物多胺合成的重要酶。为对橡胶树ADC基因表达模式及生物信息学进行分析, 采用PCR和测序技术从橡胶树中克隆了一个ADC基因(HbADC1), 获得的HbADC1序列长2 594 bp, 开放阅读框为2 175 bp, 编码724个氨基酸。生物信息学预测HbADC1理论分子量和等电点分别为77.7 kD和5.14。进化分析表明, HbADC1与大戟科植物木薯、麻风树的ADC聚为一支。qRT-PCR分析表明, HbADC1表达无组织特异性, 在雌花中表达量最高, 茎尖、雄花、叶片、树皮和胶乳次之。HbADC1在不同发育时期叶片中的表达存在变化, 稳定期表达量最低, 淡绿期最高, 说明HbADC1可能参与橡胶树叶片发育过程。此外, HbADC1表达受伤害、低温、干旱、高盐、过氧化氢及乙烯调控, 表明HbADC1可能参与橡胶树逆境胁迫和乙烯应答过程。
关键词橡胶树    精氨酸脱羧酶    基因克隆    生物信息学    实时荧光定量PCR    
Cloning, Expression and Bioinformatics Analyses of an ADC1 Gene in Hevea brasiliensis
Hou Lan-fei1,2, Yang Hong2, Deng Zhi2, Dai Long-jun2, Men Zhong-hua1, Li De-jun2     
1. School of Biological Science and Technology, Baotou Teachers' College, Baotou 014030;
2. Rubber Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences/Key Laboratory of Biology and Genetic Resources of Rubber Tree for Ministry of Agriculture/State Key Laboratory Incubation Base for Cultivation & Physiology of Tropical Crops/Hainan Provincial Key Laboratory of Tropical Crops Cultivation and Physiology, Danzhou 571737
Abstract: Arginine decarboxylase(ADC)is an important enzyme involved in polyamine biosynthesis in higher plants.In order to study the expression and bioinformatics of ADC gene from rubber tree, HbADC1 from Hevea brasiliensis was cloned with PCR and sequencing methods.The sequence length of HbADC1 was 2 594 bp with a 2 175 bp open reading frame, encoding 724 amino acids.Bioinformatics results indicated that the deduced molecular weight and isoelectric point of HbADC1 were 77.7 kD and 5.14, respectively.Phylogenetic analyses showed that HbADC1 and ADCs from Manihot esculenta and Jatropha curcas was clustered into one.qRT-PCR analyses demonstrated that HbADC1 expressed without tissue specificity, with the highest in female flowers, followed by stem apexes, male flowers, leaves, barks, and latex.HbADC1 expression significantly varied in different developmental stages of rubber tree leaf, with the highest expression in light young stage and the lowest one in mature stage, suggesting that HbADC1 might be associated with leaf development.In addition, HbADC1 expression were regulated by wounding, low temperature, drought, high salt, hydrogen peroxide, and ethylene treatments, indicating that HbADC1 might be involved in stress and ethylene responses in rubber tree.
Key words: Hevea brasiliensis    arginine decarboxylase    gene cloning    bioinformatics analysis    qRT-PCR    

橡胶树(Hevea brasiliensis)原产于亚马逊河流域, 是2 000多种产胶植物中唯一商业化种植收获胶乳(天然橡胶原料)的植物。天然橡胶作为四大工业原料之一, 是关系国计民生的基础产业和重要战略物资。我国天然橡胶供需矛盾日益凸显, 自2009年以来自给率已不足20%。我国属非传统植胶区, 橡胶树在生长周期内不可避免会受低温、台风、季节性干旱、病虫害等逆境条件影响。作为橡胶树生长环境中的重要影响因子, 逆境胁迫必然对橡胶树的生长、发育和胶乳代谢等造成影响[1-4]。因此, 如何有效提高橡胶树对逆境胁迫的耐受性, 是橡胶树研究领域中重要且有潜在应用前景的课题。

多胺(Polyamines, PAs)是一类具有强生物活性的低分子脂肪族含氮碱, 它可调节植物胚胎发生、根茎生长和衰老、花发育和果实成熟等生理过程[5-8]。PAs生物合成起始于腐胺(Putrescine, Put), 在由精氨酸脱羧酶(Arginine decarboxylase, ADC)和鸟氨酸脱羧酶(Ornithine decarboxylase, ODC)催化的2条Put合成途径中[9], 已报道的多数植物中以ADC合成途径为主。ADC是一种依赖于吡哆醛-5'-磷酸(Pyridoxal 5'-phosphate, PLP)的酶[10], 作为PAs合成的重要酶, ADC在调控PAs动态平衡中发挥重要作用, 同时ADC还与植物的抗逆相关。继燕麦中克隆ADC基因后[11], 又相继从苹果、水稻、桃、棉花、颠茄等物种中克隆和鉴定出[12-16]ADC基因表达一般无组织特异性, 它通过调节PAs代谢参与植物抗逆反应。酸胁迫下大豆ADC活性增加, 并与ADC mRNA水平呈正相关[17]。在水稻中过表达曼陀罗ADC基因可提高Spd和Spm水平, 进而增强水稻抗旱性[18]。在金柑中, 转录因子FcWRKY70通过调控ADC基因表达水平来调节Put合成, 以此增强植株抗旱性[19], ADC基因的表达调控PAs的水平, 增强杜梨抗旱性[20]。胁迫诱导的AtADC2调节植株体内Put积累, 从而增强转基因拟南芥的抗旱和耐盐性, AtADC2突变体对盐敏感需外施Put缓解[21-22]。ADC与枳ICE1相互作用调节PAs水平增强抗寒能力[23]。提高小麦中依赖ADC的Put含量从而降低根细胞壁的铝残留率, 增强小麦植株的耐铝性[24]。除与非生物逆境反应相关外, ADC基因还参与细胞凋亡、抗病和防御反应。胡椒ADC1通过调节PAs和γ-氨基丁酸代谢调控细胞凋亡和防御反应[25]。拟南芥ADC基因参与植株对抗黄绿假单胞菌的反应[26]。柑橘中过表达枳PtADC导致转基因植株矮化, 气孔密度降低, 并极显著地提高了植株对溃疡病的抗性[27]

鉴于PAs代谢重要基因—ADC在进化和功能上的保守性, 推测其可能在橡胶树逆境胁迫耐受性中发挥重要作用。本实验克隆了一个橡胶树ADC基因、研究了其表达模式, 为深入解析该基因在橡胶树中的功能奠定基础。

1 材料与方法 1.1 材料

所用橡胶树的组织样品(雄花、雌花、茎尖、树皮、胶乳和叶片)、不同发育时期叶片、过氧化氢(H2O2)、伤害及乙烯利(Ethephon, ET)处理的胶乳样品, 均采自中国热带农业科学院试验农场定植的橡胶树品系热研7-33-97。低温、干旱、高盐胁迫处理取材为移栽6个月且长势基本一致的热研7-33-97组培苗叶片。

1.2 方法 1.2.1 材料处理

选取长势基本一致的未开割热研7-33-97进行创伤、H2O2、ET处理, 以不作任何处理的未开割树为对照。每个处理时间点取3次重复, 每次重复取样5棵树, 采集的胶乳在液氮中速冻并保存, 用于后续RNA提取。参考Hao等[28]方法, 用1%的ET涂于割线及其上方约2 cm割面处, 并采集处理0、4、8、24、48及72 h后的胶乳。伤害和H2O2处理参考Zhu等[29]和Tang等[30]的方法, 将2% H2O2浸泡的棉花包在割线及其上方约2 cm割面处, 采集处理0、6、24及48 h后的胶乳, 用于提取RNA。对橡胶树品系热研7-33-97组培苗进行低温、干旱、高盐胁迫处理, 洗净组培苗根部泥土并放入清水中, 在温度为30℃、湿度为80%、光照12 h(光照强度480 μmol·m-2·s-2)及黑暗12 h环境中静置培养2-3 d, 随后进行胁迫处理。参考安泽伟等[31]方法进行低温(4℃)处理, 参考刘辉等[32]方法进行干旱及高盐胁迫处理, 干旱和高盐胁迫条件分别用30% PEG 6000及1 mol/L NaCl, 采集处理0、3、24及48 h后的叶片并立刻用液氮冻存提取RNA。

1.2.2 总RNA提取、cDNA合成和基因克隆

样品总RNA提取用北京百泰克生物技术有限公司的通用植物总RNA提取试剂盒, 提取方法参照说明书。用分光光度法进行定量检测, 用琼脂糖凝胶电泳进行完整性检测。样品cDNA合成操作参照PrimeScriptTM RT reagent Kit with gDNA Eraser试剂盒说明。

根据橡胶树割面干涸机制实验室获得的部分橡胶树ADC基因序列设计特异性引物(F:5'-GCAT-AGAACAAAGGCACCAATTG-3'和R:5'-GCATAGA-ACAAAGGCACCAATTG-3')扩增橡胶树ADC基因, 并通过测序获得基因序列。

1.2.3 生物信息学分析

开放阅读框预测用NCBI的ORF finder; 蛋白保守结构域预测用NCBI保守结构域数据库网站(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.cgi); 用Smart分析蛋白保守结构域(http://smart.emblheidelberg.de/); 用Expasy网站的Prot-Param程序分析蛋白质理化性质(http://web.expasy.org/protparam/); 同源性分析用NCBI中的BLAST和DNASTAR软件; 信号肽预测用SignalP 4.1 Server软件(http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/); 用TMHMM 2.0程序预测跨膜结构域(http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/); 通过在线工具Psort分析目的序列的亚细胞定位(https://www.genscript.com/psort.html)。用ClustalX 1.8及MEGA 5.1做多序列比对并构建进化树[33]

1.2.4 实时荧光定量PCR

根据HbADC1序列设计特异性荧光定量引物(F:5'-GGTTTATACTATGGC-AACGAG-3'和R:5'-GCACAAAACCAACCATACAC-G-3'), 以不同样品反转录cDNA稀释5倍后作为模板, 反应体系为模板2 μL、正反向引物各1 μL、SYBR Premix Ex Taq Ⅱ(2×)10 μL及ddH2O 6 μL。内参为橡胶树18S rRNA(F:5'-GCTCGAAGA-CGATCAGATACC-3'和R:5'-TTCAGCCTTGCGACC-ATAC-3')。每个样品设置3个生物学重复, 基因相对表达量用2-ΔΔCt法计算。用Origin 9.0软件进行数据处理并作图, 相对表达量结果为3次重复的x±s

2 结果 2.1 HbADC1的克隆及序列分析

在分析橡胶树转录组测序数据时发现一条与植物ADC基因高度一致的序列(TSA接受号:GDFU01108758)。根据该序列设计特异性引物, 以橡胶树cDNA为模板进行PCR。扩增产物切胶回收并连接到pMD18-T载体, 挑选阳性克隆PCR扩增验证后进行测序。测序结果(图 1)表明, 该序列长2 594 bp且包含完整ORF, 经Blastx比对, 确定该基因为植物ADC家族成员, 并命名为HbADC1HbA-DC1最长开放阅读框2 175 bp, 编码724个氨基酸。

图 1 HbADC1核苷酸序列及推导的氨基酸序列 加粗部分为起始密码子和终止密码子
2.2 HbADC1的生物信息学分析

HbADC1预测理论分子量约为77.7 kD, 理论等电点为5.14。HbADC1第119-687位为ADC保守结构域, 第130-404位和第436-604位残基分别为鸟氨酸/赖氨酸/精氨酸和相关底物的结合位点, 属于2-磷酸吡哆醛依赖性的Ⅳ型(鸟氨酸/二氨基庚二酸/精氨酸)ADC家族[37]。信号肽预测结果(图 2)显示, HbADC1无信号肽。亚细胞定位预测结果表明该蛋白属叶绿体运输肽、线粒体靶肽和分泌途径信号肽外的其他类蛋白。

图 2 HbADC1同源蛋白序列比对 单下划线为预测的信号肽序列; 双下划线为鸟氨酸/二氨基庚二酸/精氨酸脱羧酶家族2-磷酸吡哆醛结合位点; 参与磷酸吡哆醛结合的赖氨酸残基上方用▽标出; 阴影为高度保守序列

为分析HbADC1与其他植物ADC蛋白的进化关系, 通过ClustalX 1.8和MEGA 5.1软件, 用N-J(neighbor-joining)法进行1 000次Bootstrap构建橡胶树(Hevea brasiliensis)、木薯(Manihot esculenta)、麻风树(Jatropha curcas)、蓖麻(Ricinus communis)、毛白杨(Populus trichocarpa)、苹果(Malus domes-tica)、枣树(Zizyphus jujuba)、烟草(Nicotiana tab-acum)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、可可(Ery-throxylum coca)、水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)、高粱(Sorghum bicolor)、乌拉尔图小麦(Triticum urartu)ADC蛋白系统进化树。结果(图 3)表明, HbADC1与木薯ADC(XP_021610770.1)、麻风树ADC(XP_012084432.1)蛋白为一个分支, 与玉米、水稻和小麦等ADC蛋白属不同分支, 暗示HbADC1与木薯和麻风树ADC蛋白亲缘关系较近, 而与玉米、水稻和小麦等ADC蛋白亲缘关系较远。

图 3 HbADC1与其他植物ADC蛋白的系统进化分析 Hb:Hevea brasiliensis; Me:Manihot esculenta; Jc:Jatropha curcas; Rc:Ricinus communis; Pt:Populus trichocarpa; Md:Malus domestica; Zj:Zizyphus jujuba; Md:Malus domestica; Nt:Nicotiana tabacum; At:Arabidopsis thaliana; Ec:Erythroxylum coca; Os:Oryza sativa; Zm:Zea mays; Sb:Sorghum bicolor; Tu:Triticum urartu
2.3 HbADC1的表达分析

以橡胶树18S rRNA作为内参, 对不同组织、不同发育时期叶片、逆境胁迫和乙烯处理条件下的HbADC1表达模式进行实时荧光定量PCR分析。

2.3.1 HbADC1在不同组织及叶片不同发育时期的表达分析

实时荧光定量PCR结果(图 4)表明, HbADC1在橡胶树不同组织(叶片、雌花、雄花、树皮、胶乳、茎尖)中均有表达, 雌花中表达最高, 接下来是茎尖、雌花、叶片、树皮和胶乳。

图 4 不同组织中HbADC1的表达

HbADC1在叶片不同发育时期表达存在差异, 淡绿期表达量远高于其他4个时期, 古铜期、变色期和衰老期表达量相当, 稳定期表达量最低(图 5)。

图 5 叶片不同发育时期HbADC1的表达
2.3.2 HbADC1在不同逆境处理条件下的表达分析

与其他植物ADC基因在逆境条件下表达模式一致, 低温、干旱、伤害、高盐及H2O2处理均能调控HbADC1表达, 各处理HbADC1表达模式各异。

低温胁迫下, HbADC1表达呈现先微降后显著上升模式(图 6-A)。干旱处理后, HbADC1表达水整体呈升高趋势, 24 h持续上调并在48 h保持平稳(图 6-B)。伤害处理, HbADC1表达先上升, 后下降再上升, 处理后24 h和48 h表达水平均低于处理前水平(图 6-C)。HbADC1的表达受高盐胁迫调控, HbADC1表达在高盐胁迫后先下降, 随后上升并在24 h达到最高后又下降(图 6-D)。HbADC1的表达还受H2O2诱导, 处理后的表达水平先升后降, 表达最高和最低点分别出现在6和48 h(图 6-E)。综合HbADC1在逆境条件下表达模式, 推测HbADC1参与橡胶树多种逆境胁迫反应, 并在其中发挥重要作用。

图 6 不同胁迫下HbADC1的表达 A:低温(4℃); B:干旱(30% PEG 6000);C:伤害; D:高盐(1 mol/L NaCl); E:2% H2O2
2.3.3 HbADC1在乙烯处理下的表达分析

ET是橡胶树中研究最深入且应用最广的植物激素, 作为橡胶树增产刺激剂, ET通过延长排胶时间提高橡胶树胶乳产量。实时荧光定量PCR结果(图 7)显示HbADC1表达受ET调控。ET处理后HbADC1表达存在波动, 呈先升后降再升模式, 但整体呈上升趋势, 处理后各时间点表达量均高于处理前, 8 h达到表达高峰, 上述结果暗示HbADC1参与橡胶树ET反应。

图 7 ET处理下HbADC1的表达
3 讨论

ADC是PAs合成途径中一种依赖于PLP的重要酶。本研究克隆了一个橡胶树的ADC基因, HbADC1序列长2 594 bp, 最长ORF序列长2 175 bp, 编码724个氨基酸。与其他植物ADC蛋白一致, HbADC1包含ADC保守结构域, 具有鸟氨酸/赖氨酸/精氨酸和相关底物的结合位点, 属于2-磷酸吡哆醛依赖性的Ⅳ型ADC家族[34], 与已鉴定的植物ADC蛋白相同[12, 22]。以上结构域和特征对ADC蛋白行使功能至关重要, 推测HbADC1具有ADC蛋白活性, 可行使ADC蛋白功能。拟南芥AtADC1和AtADC2在细胞质和叶绿体中均表现出双重亚细胞定位[35], 与此不同, 亚细胞定位预测HbADC1不定位于叶绿体, 属其他类蛋白。当然, HbADC1亚细胞定位预测结果还有待于进一步实验确认。橡胶树属大戟科, 进化分析显示HbADC1与大戟科植物木薯、麻风树等ADC蛋白为同一分支, 与玉米、小麦和水稻等ADC蛋白属不同分支, 表明其与大戟科植物木薯、麻风树等ADC蛋白亲缘关系较近。上述结果与传统分类一致, 暗示HbADC1与上述植物ADC蛋白功能相似。

本研究发现HbADC1表达无组织特异性, 该结果与其他植物ADC基因组织表达模式相似, 如桃树ADC基因在根和老叶中表达量最低, 在嫩枝和幼叶中的表达高于花和茎[14]; 棉花ADC基因在叶片的表达量远高于根和茎, 在根中表达量最低[16]; 芥菜ADC基因主要在根和茎中表达, 在叶片中几乎不表达[36]; AtADC1为组成型表达, 而AtADC2仅在莲座叶和角果中表达[37]。此外, HbADC1在橡胶树叶片淡绿期表达远高于其他4个时期, 暗示HbADC1与橡胶树叶片发育密切相关。

植物ADC活性调节依赖于生理条件, 且与多种非生物胁迫有关[18-21, 23-25, 27]。拟南芥中ADC活性低会减少PAs合成, 从而降低植株耐盐性[38]PbrMYB21在烟草中过表达使ADC表达上升, PAs积累增强了烟草对脱水和干旱胁迫的耐受性[20]; 拟南芥和芥菜中ADC活性分别受渗透胁迫和盐胁迫调控[36, 39]; AtADC2在细菌侵染后表达上升, 蛋白活性增加[26]。与上述结果相似, 本研究中HbADC1表达受干旱、低温、伤害、高盐和H2O2等逆境胁迫调控, 表明HbADC1可能参与巴西橡胶树逆境胁迫反应。ET通过延长排胶时间提高胶乳产量[40]。本研究发现, ET处理后HbADC1表达存在波动, 但整体呈上升趋势, 暗示其可能参与橡胶树ET反应和产排胶过程。

4 结论

克隆获得橡胶树HbADC1。其蛋白属于2-磷酸吡哆醛依赖性的Ⅳ型ADC家族, 与大戟科植物木薯、麻风树ADC聚为一支。HbADC1无组织特异性表达。HbADC1可能参与橡胶树的叶片发育过程及橡胶树逆境胁迫和乙烯应答过程。

参考文献
[1]
Comish K, Deborah JS. Immunoinhibition of rubber particle-bound cis-prenyl transferases in ficus elastica and parthenium argentatum[J]. Phytochemistry, 1994, 35(6): 1425-1428. DOI:10.1016/S0031-9422(00)86868-5
[2]
何康, 黄宗道. 热带北缘巴西橡胶树栽培[M]. 广州: 广东科技出版社, 1987: 398-402, 407-416.
[3]
黄雪梅, 杨少琼, 黎瑜, 等. 多胺在RRIM 600橡胶树割面上的分布及与割胶的关系[J]. 热带作物学报, 2000, 21(4): 15-19. DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2000.04.003
[4]
安锋, 林位夫, 王纪坤. 我国巴西橡胶树种植业前景展望[J]. 中国热带农业, 2017, 6: 6-9.
[5]
Li Z, Zhang Y, Peng D, et al. The inhibition of polyamine biosyn-thesis weakens the drought tolerance in white clover(Trifolium repens)associated with the alteration of extensive proteins[J]. Protoplasma, 2017, 255(3): 803-817.
[6]
Cui X, Ge C, Wang R, et al. The BUD2 mutation affects plant architecture through altering cytokinin and auxin responses in Arabidopsis[J]. Cell Research, 2010, 20(5): 576-586. DOI:10.1038/cr.2010.51
[7]
Milhinhos A, Prestele J, Bollhöner B, et al. Thermospermine levels are controlled by an auxin-dependent feedback-loop mechanism in Populus xylem[J]. Plant J, 2013, 75(4): 685-698. DOI:10.1111/tpj.2013.75.issue-4
[8]
Vuosku J, Suorsa M, Ruottinen M, et al. Polyamine metabolism during exponential growth transition in Scots pine embryogenic cell culture[J]. Tree Physiology, 2012, 32(10): 1274-1287. DOI:10.1093/treephys/tps088
[9]
Walters DR. Inhibition of polyamine biosynthesis in fungi[J]. Mycological Research, 1995, 99(2): 129-139. DOI:10.1016/S0953-7562(09)80876-9
[10]
Coleman CS, Hu G, Pegg AE. Putrescine biosynthesis in mammalian tissues[J]. Biochemical Journal, 2004, 379(3): 849-855. DOI:10.1042/bj20040035
[11]
Bell E, Malmberg RL. Analysis of a cDNA encoding arginine decarboxylase from oat reveals similarity to Escherichia coli arginine decarboxylase and evidence of protein processing[J]. Molecular and General Genetics, 1990, 224(3): 431-436.
[12]
Hao YJ, Kitashiba H, Honda C, et al. Expression of arginine decarboxylase and ornithine decarboxylase genes in apple cells and stressed shoots[J]. J Exp Bot, 2005, 56(414): 1105-1115. DOI:10.1093/jxb/eri102
[13]
Akiyama T, Jin S. Molecular cloning and characterization of an arginine decarboxylase gene up-regulated by chilling stress in rice seedlings[J]. J Plant Physiol, 2007, 164(5): 645-654. DOI:10.1016/j.jplph.2006.04.006
[14]
Liu JH, Ban Y, Wen XP, et al. Molecular cloning and expression analysis of an arginine decarboxylase gene from peach(Prunus persica)[J]. Gene, 2009, 429(1/2): 10-17.
[15]
王中平, 秦白富, 强玮, 等. 颠茄精氨酸脱羧酶基因的克隆与表达分析[J]. 中草药, 2016, 47(15): 2734-2740.
[16]
Ya DL, Hui JM, Wang XF, et al. Cloning and expression analysis of an arginine decarboxylase gene from Gossypium hirsutum[J]. Cotton Science, 2013, 25(4): 291-299.
[17]
Nam KH, Lee SH, Lee J. Differential expression of ADC mRNA during development and upon acid stress in soybean(Glycine max)hypocotyls[J]. Plant & Cell Physiology, 1997, 38(10): 1156-1166.
[18]
Capell T, Bassie L, Christou P. Modulation of the polyamine biosynthetic pathway in transgenic rice confers tolerance to drought stress[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2004, 101(26): 9909-9914. DOI:10.1073/pnas.0306974101
[19]
Gong X, Zhang J, Hu J, et al. FcWRKY70, a WRKY protein of Fortunella crassifolia, functions in drought tolerance and modulates putrescine synthesis by regulating arginine decarboxylase gene[J]. Plant Cell Environ, 2015, 38(11): 2248-2262. DOI:10.1111/pce.12539
[20]
Li K, Xing C, Yao Z, et al. PbrMYB21, a novel MYB protein of Pyrus betulaefolia, functions in drought tolerance and modulates polyamine levels by regulating arginine decarboxylase gene[J]. Plant Biotechnology Journal, 2017, 15(9): 1186-1203. DOI:10.1111/pbi.2017.15.issue-9
[21]
Alcázar R, Planas J, Saxena T, et al. Putrescine accumulation confers drought tolerance in transgenic Arabidopsis plants over-expressing the homologous Arginine decarboxylase 2 gene[J]. Plant Physiol Biochem, 2010, 48(7): 547-552. DOI:10.1016/j.plaphy.2010.02.002
[22]
Urano K, Yoshiba Y, Nanjo T, et al. Characterization of Arabidopsis genes involved in biosynthesis of polyamines in abiotic stress responses and developmental stages[J]. Plant Cell Environ, 2003, 26(11): 1917-1926. DOI:10.1046/j.1365-3040.2003.01108.x
[23]
Huang XS, Zhang Q, Zhu D, et al. ICE1 of Poncirus trifoliata functions in cold tolerance by modulating polyamine levels through interacting with arginine decarboxylase[J]. J Exp Bot, 2015, 66(11): 3259-3274. DOI:10.1093/jxb/erv138
[24]
Yu Y, Jin C, Sun C, et al. Elevation of arginine decarboxylase-dependent putrescine production enhances aluminum tolerance by decreasing aluminum retention in root cell walls of wheat[J]. Journal of Hazardous Materials, 2015, 299: 280-288. DOI:10.1016/j.jhazmat.2015.06.038
[25]
Kim NH, Kim BS, Hwang BK. Pepper arginine decarboxylase is required for polyamine and γ-aminobutyric acid signaling in cell death and defense response[J]. Plant Physiol, 2013, 162(4): 2067-2083. DOI:10.1104/pp.113.217372
[26]
Rossi FR, Marina M, Pieckenstain FL. Role of Arginine decarboxylase(ADC)in Arabidopsis thaliana defence against the pathogenic bacterium Pseudomonas viridiflava[J]. Plant Biology, 2015, 17(4): 831-839. DOI:10.1111/plb.12289
[27]
Wang J, Sun PP, Chen CL, et al. An arginine decarboxylase gene PtADC from Poncirus trifoliata confers abiotic stress tolerance and promotes primary root growth in Arabidopsis[J]. J Exp Bot, 2011, 62(8): 2899-2914. DOI:10.1093/jxb/erq463
[28]
Hao BZ, Wu JL. Laticifer differentiation in Hevea brasiliensis:induction by exogenous jasmonic acid and linolenic acid[J]. Annals of Botany, 2000, 85(1): 37-43. DOI:10.1006/anbo.1999.0995
[29]
Zhu JH, Zhang QQ, Wu R, et al. HbMT2, an ethephon-induced metallothionein gene from Hevea brasiliensis responds to H2O2 stress[J]. Plant Physiol Biochem, 2010, 48(8): 710-715. DOI:10.1016/j.plaphy.2010.04.004
[30]
Tang CR, Huang DB, et al. The sucrose transporter HbSUT3 plays an active role in sucrose loading to laticifer and rubber productivity in exploited trees of Hevea brasiliensis(para rubber tree)[J]. Plant Cell Environ, 2010, 33(10): 1708-1720. DOI:10.1111/pce.2010.33.issue-10
[31]
安泽伟, 陈根辉, 程汉, 等. 橡胶树冷应答转录组cDNA-AFLP分析[J]. 林业科学, 2010, 46(3): 62-67.
[32]
刘辉, 邓治, 陈江淑, 等. 巴西橡胶树类钙调素蛋白基因HbCML27克隆与表达分析[J]. 分子植物育种, 2015, 13(12): 2721-2727.
[33]
Kumar S, Nei M, Dudley J, et al. MEGA:a biologist-centric softw-are for evolutionary analysis of DNA and protein sequences[J]. Brief Bioinform, 2008, 9(4): 299-306. DOI:10.1093/bib/bbn017
[34]
Sandmeier E, Hale TI, Christen P. Multiple evolutionary origin of pyridoxal-5'-phosphate-dependent amino acid decarboxylases[J]. Febs Journal, 1994, 221(3): 997-1002.
[35]
Maruri-López I, Jiménez-Bremont JF. Hetero- and homodimeriza-tion of Arabidopsis thaliana arginine decarboxylase AtADC1 and AtADC2[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2017, 484(3): 508-513. DOI:10.1016/j.bbrc.2017.01.083
[36]
Mo H, Pua EC. Up-regulation of arginine decarboxylase gene expression and accumulation of polyamines in mustard(Brassica juncea)in response to stress[J]. Physiologia Plantarum, 2002, 114(3): 439-449. DOI:10.1034/j.1399-3054.2002.1140314.x
[37]
Urano K, Yoshiba Y, Nanjo T, et al. Arabidopsis stress-inducible gene for arginine decarboxylase AtADC2 is required for accumulation of putrescine in salt tolerance[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2004, 313(2): 369-375. DOI:10.1016/j.bbrc.2003.11.119
[38]
Kasinathan V, Wingler A. Effect of reduced arginine decarboxylase activity on salt tolerance and on polyamine formation during salt stress in Arabidopsis thaliana[J]. Physiologia Plantarum, 2004, 121(1): 101-107.
[39]
Feirer RP, Hocking KL, Woods PJ. Involvement of arginine decarboxylase in the response of Arabidopsis thaliana to osmotic stress[J]. J Plant Physiol, 1998, 153(5/6): 733-738.
[40]
王聪, 校现周, 等. 橡胶树铜转运蛋白HbCOPT基因克隆与表达分析[J]. 植物生理学报, 2016, 52(9): 1389-1396.