烟草 NtPLR 1基因克隆与表达分析

维生素B6（VB6）在植物体内参与多种生化反应，对植物生长至关重要，吡哆醛还原酶（PLR）是VB6代谢转换的作用酶，催化吡哆醛（PL）生成吡哆醇（PN），对维持细胞内VB6的动态平衡发挥重要作用，而PLR在植物中鲜有报道。以拟南芥Arabidopsis thaliana吡哆醛还原酶氨基酸序列AtPLR1为模板，在公用数据库通过同源比对获得数条烟草Nicotiana tabacum NtPLR1基因的片段，结合互补脱氧核糖核酸（cDNA）的末端快速扩增-聚合酶链式反应（RACE-PCR）技术获得了烟草吡哆醛还原酶NtPLR1基因。该基因全长1 370 bp，编码369个氨基酸残基，预测其编码蛋白的分子量为41 kDa，理论等电点为9.42。氨基酸多序列比对结果表明：NtPLR1与其他物种的PLR1相似性较高。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析结果表明：外源吡哆醛PL处理时，NtPLR1表达先升高后降低，在4 d达到顶峰。相应地，高效液相色谱分析结果表明：烟草叶片中PL含量随时间逐渐降低而吡哆醇PN含量逐渐升高，表明NtPLR1可像酵母PLR一样，催化PL形成PN。此外，定量分析结果表明：NtPLR1在烟草根、茎和叶片中均有表达，其中在叶片中表达显著高于其他部位（P < 0.05）。在紫外线、氧化和盐害胁迫下，NtPLR1的表达与对照相比均显著上调（P < 0.05），表明NtPLR1对这3种逆境有响应，可能参与烟草的抗逆过程。将NtPLR1连入原核表达载体pET32a，并进行诱导表达，成功表达出目的蛋白。报道的烟草NtPLR1基因功能为进一步探明植物PLR基因的功能和调控机制以及VB6的生物合成提供了重要参考。