番茄芯片雜交差異表達(dá)耐旱相關(guān)基因的克隆與分析.pdf

1、干旱作為一種非生物逆境最主要的形式,嚴(yán)重影響了作物的產(chǎn)量和品質(zhì),在很多地區(qū)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸,因而抗逆育種特別是抗旱育種一直受到重視。
　　 番茄(Solanum lycopersicum)是一種世界性的蔬菜作物,也是科學(xué)研究的模式植物。本研究以本實(shí)驗(yàn)室通過基因芯片雜交篩選出的一些干旱響應(yīng)基因信息為基礎(chǔ),選取其中三個(gè)基因即晚期胚胎富集蛋白基因(LEA),發(fā)育相關(guān)的一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子基因(Hox)和蛋白酶抑制劑基因(TR)(三個(gè)候選基因的

2、超量表達(dá)載體己由本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建,其中LEA是從番茄干旱敏感品種M82中克隆,Hox和TR是從野生種潘那利中克隆。)擬通過遺傳轉(zhuǎn)化和其他分子生物學(xué)的方法對(duì)其進(jìn)行克隆與分析,為下一步系統(tǒng)分析關(guān)鍵基因的生物學(xué)功能及其作用的分子機(jī)理奠定基礎(chǔ)。本研究獲得的主要結(jié)果如下:
　　 1.根據(jù)SGN(www.sgn.cornell.edu)中公布的基因信息(SGN-U213276),克隆到番茄晚期胚胎富集蛋白基因SILEA3 cDNA,經(jīng)生物信息學(xué)

3、分析發(fā)現(xiàn)該基因與番茄第3號(hào)染色體上的一個(gè)BAC100％同源(BAC號(hào)為C03HBa0323D22),其gDNA序列長(zhǎng)839bp,cDNA長(zhǎng)756bp,含有一個(gè)內(nèi)含子,CDS長(zhǎng)516bp,編碼171個(gè)氨基酸。氨基酸比對(duì)結(jié)果顯示與番茄LEA同源性最高的植物是長(zhǎng)春花(Catharanthusroseus),為56％。生物信息學(xué)預(yù)測(cè)了其蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)和二級(jí)結(jié)構(gòu),預(yù)測(cè)結(jié)果表明該蛋白具有良好的親水性,說明植物在遭遇干旱脅迫時(shí)該基因是通過其蛋白產(chǎn)物

4、的高級(jí)結(jié)構(gòu)使細(xì)胞免受損傷來行使功能的。通過PlantCARE軟件預(yù)測(cè)了該基因的啟動(dòng)子序列和一些與干旱響應(yīng)相關(guān)的元件。
　　 2.以農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法將正義SpHox和SpTR8導(dǎo)入到普通番茄品種A57中,分別獲得轉(zhuǎn)化植株6株和2株,PCR檢測(cè)結(jié)果表明,外源基因已整合到番茄基因組中。
　　 3.半定量RT-PCR分析了各候選基因在親本材料M82和潘那利中的表達(dá)模式。其中SILEA3在M82和潘那利中表達(dá)差異較大,在M82的葉

5、片,花和果實(shí)中均有表達(dá),但在潘那利中僅能在果實(shí)中檢測(cè)到較弱的表達(dá)；SpHox在潘那利各組織中呈組成型表達(dá),且從幼葉到莖,其表達(dá)豐度逐漸升高,在M82的根中該基因幾乎不表達(dá),從幼葉到老葉表達(dá)量也呈逐漸上升,但不如在潘那利中明顯,且在莖中表達(dá)很弱；SpTR8在潘那利各組織中均有表達(dá),但在M82的葉片和果實(shí)中的表達(dá)量很弱,在根無法檢測(cè)到表達(dá)。
　　 4.半定量RT-PCR調(diào)查了SILEA3基因在不同干旱程度脅迫租ABA,NaCl,SA