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海岛棉ERF族B3和B1亚组转录因子基因的克隆与特征研究
摘要
本研究对海岛棉ERF族B3和B1亚组转录因子基因进行了克隆和特征研究。结果显示，海岛棉ERF族B3和B1亚组基因在RNA水平上具有较高的表达量。此外，这两个亚组的基因均含有一个大约60bp的保守的Exon2序列。进一步分析发现，这两个亚组转录因子的氨基酸序列中均包含一个DNA结合结构域。在热激应答实验中，海岛棉ERF族B3和B1亚组基因的表达量均明显上调。综上所述，海岛棉ERF族B3和B1亚组转录因子基因可能参与了棉花植株对热胁迫的反应，为进一步研究海岛棉的耐热机制提供了理论依据。
关键词：海岛棉，ERF族转录因子，基因克隆，特征分析，热激应答。
Abstract
Inthisstudy,weclonedandcharacterizedtheERFsubfamilyB3andB1genesinseaislandcotton.TheresultsshowedthatbothERFsubfamiliesB3andB1wereexpressedathighlevelsattheRNAlevel.Moreover,bothsubfamiliescontainedaconservedexon2sequenceofapproximately60bpinlength.FurtheranalysisrevealedthattheaminoacidsequencesofbothsubfamilytranscriptionfactorscontainedaDNAbindingdomain.Inheatstressexperiments,theexpressionlevelsoftheERFsubfamilyB3andB1genesweresignificantlyupregulated.Therefore,thesegenesmaybeinvolvedintheresponseofcottontoheatstressandprovidetheoreticalbasisforfurtherresearchontheheattolerancemechanisminseaislandcotton.
Keywords:seaislandcotton,ERFsubfamilytranscriptionfactor,genecloning,characterizationanalysis,heatstressresponse.
1.引言
随着全球气候变暖，高温和干旱等逆境条件对作物的生长和发育产生了越来越大的影响，其中高温对棉花的生产影响尤为明显。因此，研究棉花的耐热机制，提高棉花对高温环境的适应能力，对未来棉花产业的可持续发展至关重要。
转录因子作为基因调控的重要分子，在植物逆境响应和生长发育过程中起着重要的作用。其中，ERF家族是一个重要的转录因子家族，已经在许多植物中得到了广泛的研究。在棉花中，ERF转录因子的调控作用也得到了越来越多的关注。
本研究旨在克隆和特征化海岛棉ERF族B3和B1亚组转录因子基因，并探究其在棉花对热胁迫的响应中的作用，为揭示棉花的耐热机制提供理论基础。
2.材料与方法
2.1实验材料
本研究使用海岛棉（Gossypiumbarbadense）品种为材料，从其幼苗组织中提取总RNA。
2.2基因克隆
通过RT-PCR反转录反应，克隆海岛棉ERF族B3和B1亚组转录因子基因的cDNA序列。扩增产物经DNA测序验证后，与参考序列比对，分析序列相似性和保守区域。
2.3特征分析
使用GeneBank的NCBIBlast分析工具对克隆的基因进行比对和分析，分析其氨基酸序列和转录调控区域的特征。
2.4热激应答实验
使用qRT-PCR检测棉花在高温环境下ERF族B3和B1亚组基因的表达水平。
3.结果
3.1基因克隆
本研究克隆得到了海岛棉ERF族B3和B1亚组转录因子基因的cDNA序列，分别命名为GbERF-B3和GbERF-B1。两个基因的长度分别为855和818bp，推测分别编码284和272个氨基酸。
3.2特征分析
分析结果表明，海岛棉ERF族B3和B1亚组基因的编码区域均包含三个Exon序列和两个Intron序列。其中Exon2序列长度约为60bp，为保守的序列特征，这表明两个亚组的基因在其它物种中也具有高度的同源性。
在氨基酸序列分析中，发现GbERF-B3和GbERF-B1的序列中均存在一个AP2/ERF结构域，这表明这两个亚组转录因子可能与DNA的结合有关。
3.3热激应答实验
将棉花幼苗在高温环境下培养，qRT-PCR结果显示，在热激应答期间，GbERF-B3和GbERF-B1的表达量均显著升高。
4.讨论
本研究克隆了海岛棉ERF族B3和B1亚组转录因子