番茄冷調控蛋白SlCOR413IM1的功能分析.pdf

1、低溫是影響植物生長、發(fā)育、產量以及地理分布的重要環(huán)境因子之一，也是作物生長發(fā)育中經常遇到的自然災害之一。植物在其長期的進化過程中形成了復雜而高效的應答機制，以抵御和適應低溫脅迫。在植物遭受低溫脅迫時，低溫調控網絡ICE1-CBF-COR能夠快速響應低溫，提高植物的低溫抗性。COR（cold-regulation）蛋白是一類在低溫下快速表達的植物抗寒蛋白，對于葉綠體膜的穩(wěn)定有著重要的作用。研究表明，除低溫脅迫外，COR蛋白也能響應干旱和鹽

2、脅迫。番茄是一種起源于熱帶的冷敏感作物，對于逆境脅迫非常敏感，往往受到逆境脅迫的傷害，造成產量的嚴重損失。因此，研究逆境脅迫下番茄COR蛋白的功能，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　本研究克隆了一個番茄編碼冷調控蛋白的基因（SlCOR413IM1），將其轉化煙草和番茄，以轉正、反義SlCOR413IM1的番茄和過表達SlCOR413IM1的煙草為材料，探討了轉SlCOR413IM1基因番茄在低溫脅迫下和過表達煙草在干旱脅迫下的相關功

3、能，主要結果如下：
　?。?）從番茄葉片中分離得到SlCOR413IM1（GenBank序列號：AK321304.1），該基因全長為982bp，包含669bp的開放閱讀框，119bp的5?-UTR和194bp的3?-UTR，編碼222個氨基酸，預測分子量為24.3kDa，等電點為9.75。
　?。?）將 SlCOR413IM1-GFP的融合蛋白在擬南芥原生質體中瞬時表達，通過激光共聚焦顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn) SlCOR413IM1蛋

4、白定位于葉綠體。通過預測發(fā)現(xiàn) SlCOR413IM1蛋白可能為葉綠體內膜蛋白。
　?。?）qRT-PCR分析發(fā)現(xiàn)，SlCOR413IM1在番茄的根、莖、葉、花和果中均有表達，其中在葉片中的表達量最高。同時，低溫、干旱、高溫、強光以及 ABA均可誘導SlCOR413IM1表達，并且受低溫的快速誘導表達。
　?。?）構建SlCOR413IM1的過表達和抑制表達載體，利用農桿菌介導的葉盤法轉化番茄和煙草，獲得正、反義的轉基因番茄和

5、過表達煙草植株。通過PCR和qRT-PCR鑒定和篩選獲得的轉基因植株，結果表明成功獲得了過表達的番茄和煙草植株以及抑制表達的番茄株系。
　　（5）低溫脅迫下，過表達SlCOR413IM1的番茄植株表現(xiàn)出較好的幼苗和成苗的生長狀況，較低的細胞膜傷害程度；而反義植株的生長狀況較差，細胞膜傷害程度較嚴重，表明過表達SlCOR413IM1的提高了轉基因番茄的低溫抗性，抑制SlCOR413IM1的表達使反義植株對低溫更加敏感。
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6、6）低溫脅迫下，過表達SlCOR413IM1減輕了葉綠體膜的損傷，維持了較高的Pn、Fv/Fm、ΦPSII以及sFBPase和GAPDH的活性。過表達SlCOR413IM1減輕了低溫脅迫對光合作用的抑制，也緩解了ROS的積累，進而提高了轉基因番茄的低溫抗性。
　?。?）干旱脅迫下，過表達SlCOR413IM1的煙草減輕了對細胞膜的傷害，緩解了ROS的積累和PSII的光抑制，維持了較高的抗氧化酶（SOD和APX）活性和滲透調節(jié)物質的