甘蔗乙醇脱氢酶基因的克隆与表达分析

乙醇脱氢酶基因（Alcohol dehydrogenase，ADH）在植物抵御涝害、冷害、干旱等逆境中起着重要作用. 基于前期已构建的甘蔗受黑穗病菌胁迫后基因差异表达的抑制消减杂交（Suppression subtractive hybridization，SSH）文库，利用电子克隆和RT-PCR技术，从甘蔗品种ROC22中获得一条ADH基因的cDNA全长序列，命名为Sugarcane Alcohol Dehydrogenase（ScADH；GenBank登录号为KJ577593）. 生物信息学分析显示，ScADH基因全长为1 644 bp，含有1 140 bp的开放阅读框，编码一个379个氨基酸的蛋白质. ScADH蛋白为稳定、亲水的酸性非分泌蛋白，定位于叶绿体基质上. 蛋白二级结构元件多为无规则卷曲，具有典型的ADH蛋白结构域以及NAD和锌的结合位点. 实时荧光定量PCR（Real-time quantitative PCR）表达分析表明，该基因在甘蔗各组织中组成型表达，其中根中表达量最高，而叶中的表达量最低. 在SA和MeJA胁迫下，ScADH基因的表达趋势为“先扬后抑”，均在胁迫6 h达到最大值，分别为对照的7.34倍和11.81倍. 在ABA胁迫下，该基因均上调表达，在胁迫12 h达到最大值，为对照的5.53倍. 在黑穗病菌胁迫下，该基因在感病品种ROC22中的表达受到抑制，而在抗病品种YC05-179中的表达模式为“先抑后扬”. 综上推测ScADH基因在甘蔗应答非生物胁迫和生物胁迫中发挥重要作用. （图7 表4 参42