小立碗蘚冷脅迫下表達序列標簽分析及其相關(guān)基因Cor166的功能初探.pdf

1、低溫是影響植物生長、發(fā)育及地理分布的一個重要生態(tài)因子，限制了冷敏感作物在低溫季節(jié)的種植，導致光合效率低下，作物產(chǎn)量降低。深入研究植物冷適應機理對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)如改良作物、增加冷季節(jié)的作物品種等意義重大。小立碗蘚(Physcomitrellapatens)是最近幾年發(fā)展起來的模式植物系統(tǒng)。其分布廣、極耐逆境、易培養(yǎng)、培養(yǎng)周期短，容易進行遺傳轉(zhuǎn)化和同源重組。小立碗蘚長期處于單倍體世代，對于遺傳學研究來講，單倍體植物基因突變或敲除所產(chǎn)生的形態(tài)或生

2、理生化變化容易被監(jiān)測到，這些使研究植物抗逆基因的功能極為方便。 本實驗構(gòu)建了一個小立碗蘚配子體冷脅迫的SSHcDNA雙向文庫。在正、反向文庫中，分別隨機挑選了384個陽性克隆，進行斑點雜交。根據(jù)斑點雜交的信息，分別在正、反向文庫中挑選了240個和180個克隆單向測序，各獲得232條和162條EST。通過BLSTx和BLSTxn與GenBank的數(shù)據(jù)庫比較，在正向文庫的232條EST中，有215條EST具有編碼蛋白質(zhì)功能，其余17

3、條EST序列與已知蛋白質(zhì)同源性較低或找不到任何同源序列。在反向文庫的162條EST中，有134條EST具有編碼蛋白質(zhì)功能，其余28條EST序列與已知蛋白質(zhì)同源性較低或找不到任何同源序列。在正向文庫的215條具有編碼蛋白質(zhì)功能的EST中，120條EST序列的功能已知，95條EST與推測、假想或功能未知的蛋白質(zhì)具有很高的同源性；在反向文庫的134條具有編碼蛋白質(zhì)功能的EST中，104條EST序列的功能已知，30條EST與推測、假想或功能未知

4、的蛋白質(zhì)具有很高的同源性。這些已知的功能基因分別來自32個(正向文庫)和27個物種(反向文庫)。正向文庫的已知功能基因30.3％來自擬南芥(Arabidopsisthaliana)、15.8％來自水稻(Oryzasativa)、7.9％來自小麥(Triticumaestivum)、1.3％來自于小立碗蘚(physcomitrellapatens)；反向文庫的已知功能基因19.8％來自擬南芥(Arabidopsisthaliana)、12

5、.7％來自水稻(Oryzasativa)、11.6％來自于小立碗蘚(Physcomitrellapatens)、5.8％來自于煙草(Nicotianatobacum.L)。對上述240條和180條EST片段進行重疊群分析分別有126條和106條非冗余EST，正向文庫里有106條單一序列和20個重疊群；反向文庫里有90條單一序列和16個重疊群。 對文庫EST分析后表明，ABA、Ca2+、一些蛋白激酶參與了小立碗蘚的冷脅迫信號轉(zhuǎn)導過

6、程；熱激轉(zhuǎn)錄因子、AP2結(jié)合結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄因子、MYC相關(guān)的DNA結(jié)合蛋白、MYB家族轉(zhuǎn)錄因子、bZIP轉(zhuǎn)錄因子等轉(zhuǎn)錄因子參與了冷脅迫下下游基因的表達調(diào)控；離子通道蛋白、水通道蛋白、膜通道蛋白、Rab蛋白等參與了物質(zhì)和能量的跨膜運輸；脂肪酸去飽和酶保護了冷脅迫對細胞膜的傷害；錳超氧化物歧化酶、過氧化物還原酶、過氧化氫酶，谷胱甘肽分解酶等參與了解除冷脅迫下細胞過氧化物升高導致的毒性的過程；泛素系統(tǒng)在分解變性蛋白的過程中起到主要作用；LEA蛋白