小麦 TaNIP4-1基因的克隆及生物信息学分析

水通道蛋白不仅控制着水分和一些小分子溶质的跨膜运输，也是植物体应对非生物胁迫的重要组成部分。为了进一步研究小麦水通道蛋白的功能，本研究以NCBI和Ensemble Plant数据库中查找出的已报道的小麦水通道蛋白基因序列为模板，针对其保守区设计了19对引物，应用PCR的方法从5个小麦品种中克隆出19个基因片段。通过比对鉴定到一个此前未曾报道的新基因，并对其进行生物信息学分析，将其命名为 TaNIP4-1。理化特性分析表明，该基因位于3A染色体短臂，基因全长1 315 bp，CDS序列长度864 bp，含有3个外显子和2个内含子，编码含有288个氨基酸的多肽，含有保守的沙漏模型，有6个跨膜区和2个保守的NPA基序。亚细胞定位预测结果表明该基因位于质膜上。该基因启动子序列含有与逆境响应相关的顺式调控元件，而对7日龄的麦苗进行干旱和盐胁迫处理后，其qRT-PCR结果显示，干旱和盐处理5 h后， TaNIP4-1基因在小麦叶片中的表达量明显上调；盐处理7 d后， TaNIP4-1基因在小麦根部的表达量显著上调。由此可见， TaNIP4-1基因参与了小麦应对逆境的过程。