番茄延伸體復(fù)合物核心亞基SlELP2的克隆及功能研究.pdf

1、延伸體復(fù)合物Elongator是一個(gè)具有多亞基的組蛋白乙?；笍?fù)合體，在真核生物中高度保守。Elongator由兩個(gè)亞復(fù)合體構(gòu)成：ELP1-3組成核心亞復(fù)合體，ELP4-6組成輔助亞復(fù)合體，SlELP2即是從番茄中獲得的一個(gè)核心亞基。Elongator通過(guò)乙?；M蛋白H3和H4、對(duì)特定tRNA修飾以及對(duì)a-微管蛋白乙?；揎椥惺蛊湓赗NA聚合酶II介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中的生理功能。
　　植物方面，僅在擬南芥中有Elongator的

2、功能研究，而在其它物種中未見(jiàn)報(bào)道。擬南芥elp突變體表現(xiàn)出葉片變窄、根生長(zhǎng)受抑制、生育力下降、幼苗和根生長(zhǎng)對(duì)ABA極為敏感等表型。此外，Elongator還參與茉莉酸（JA）、乙烯（ET）及水楊酸（SA）等多種激素調(diào)節(jié)，暗示Elongator參與激素間的相互作用，通過(guò)維持這些激素平衡以調(diào)控多項(xiàng)生理過(guò)程。并且，Elongator在防御生物與非生物脅迫中也發(fā)揮著重要作用。
　　本研究以番茄為材料，通過(guò)RNAi介導(dǎo)的沉默技術(shù)，降低番茄中

3、ELP2基因表達(dá)水平，以此研究Elongator在鮮果類植物中的功能，旨在進(jìn)一步闡釋Elongator在植物生長(zhǎng)和果實(shí)發(fā)育、成熟中的重要作用，以及響應(yīng)環(huán)境脅迫的生理機(jī)制。本課題主要內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　1、SlELP2編碼區(qū)cDNA全長(zhǎng)的克隆和基因表達(dá)模式分析
　　根據(jù)GenBank登陸的Micro-Tom中與ELP2同源的基因序列設(shè)計(jì)引物，擴(kuò)增出2382bp的番茄ELP2基因cDNA全序列，開(kāi)放閱讀框?yàn)?190bp,編碼7

4、29個(gè)氨基酸，分子量為80.4kD,等電點(diǎn)為6.02。該序列與Micro-Tom中登陸序列有一個(gè)堿基的差異，我們將該基因命名為 SlELP2。定量 PCR分析顯示，SlELP2在野生型各器官中呈組成型表達(dá)，暗示其在植物的生長(zhǎng)發(fā)育中具有重要功能。
　　2、轉(zhuǎn)基因植株表型觀察和激素處理
　　采用RNAi介導(dǎo)的基因沉默方法，構(gòu)建了SlELP2沉默載體,得到3個(gè)轉(zhuǎn)基因株系，其中有2個(gè)株系沉默效果很好，因而作為后續(xù)研究的材料。番茄中S

5、lELP2表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致植物出現(xiàn)葉片變短，葉片、萼片衰老加快以及未成熟果實(shí)表皮顏色加深等表型。激素處理實(shí)驗(yàn)顯示，ABA和ET誘導(dǎo)SlELP2基因上調(diào)表達(dá)，GA3處理使SlELP2基因表達(dá)量下調(diào)，轉(zhuǎn)基因幼苗根的生長(zhǎng)對(duì)ABA敏感,根生長(zhǎng)明顯受抑制。這些結(jié)果表明，番茄中Elongator與多種激素相互作用，調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。
　　3、相關(guān)基因表達(dá)研究
　　與野生型相比，參與光合作用的核酮糖1,5-二磷酸羧化/加氧酶基因(Rbcs

6、-2)在轉(zhuǎn)基因葉片中表達(dá)明顯下調(diào)，這與轉(zhuǎn)基因植物的葉片萼片衰老加快表型一致；RCHY1屬于E3泛素連接酶環(huán)指蛋白家族的成員，參與26s蛋白酶介導(dǎo)的蛋白泛素化降解過(guò)程。在轉(zhuǎn)基因葉片和果實(shí)中RCHY1表達(dá)量明顯高于野生型，表明轉(zhuǎn)基因植物中蛋白泛素化作用加強(qiáng)，暗示Elongator與泛素化途徑在某些功能上的協(xié)同作用，比如共同參與光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)而影響果實(shí)著色使轉(zhuǎn)基因果實(shí)表皮顏色加深；參與乙烯合成的基因(ACO3)，響應(yīng)乙烯誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子(E8、RI

7、N)以及在番茄中參與成熟衰老的基因(TOM75)與野生型相比在轉(zhuǎn)基因株系果實(shí)中呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，這與上述轉(zhuǎn)基因未成熟果實(shí)表皮葉綠素積累明顯的現(xiàn)象相適應(yīng)，也與轉(zhuǎn)基因成熟果實(shí)中類胡蘿卜素含量比野生型少的結(jié)果一致。但是，此結(jié)果與轉(zhuǎn)基因植株中葉片和萼片提前衰老的現(xiàn)象不一致，顯示出Elongator功能的多樣性和復(fù)雜性。
　　4、根據(jù)ELP2基因研究背景和本研究中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)Elongator可能通過(guò)參與轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程而影響下游基因表達(dá)，以