鹽角草(salicorniaeuropaeal.)sepsy和selcy基因克隆及功能分析

1、中國(guó)科學(xué)院植物研究所博士學(xué)位論文鹽角草（Salicornia europaea L.）SePSY和SeLCY基因克隆及功能分析姓名：韓和平申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：植物學(xué)指導(dǎo)教師：田世平;李銀心20060629鹽角草( S a l i c o r n i a e u r o p a e aL ．) S e P S Y E e L C Y 基岡的克隆和功能分析的適應(yīng)機(jī)制中，類(lèi)胡蘿b 素合成途徑究竟發(fā)揮什么作用目前還不是很清楚。為了了解鹽角草

2、中類(lèi)胡蘿卜素合成途徑在植物逆境的適應(yīng)機(jī)制中所發(fā)揮的作用，本文采用R A C E 的方法克隆了鹽角草類(lèi)胡蘿b 素合成途徑中的兩個(gè)關(guān)鍵酶基因S e P S Y 和S e L C Y , 將它們構(gòu)建到植物表達(dá)載體S N l 3 0 1 中，轉(zhuǎn)化擬南芥，并對(duì)它們進(jìn)行了初步的功能分析。研究發(fā)現(xiàn)鹽角草S e P S Y 基因全長(zhǎng)1 6 5 5b p ，編碼4 1 9 個(gè)氨基酸，推測(cè)分子量為4 7 ．2 k D a ，等電點(diǎn)為8 ．9 2 。其蛋白在

3、1 —6 5 個(gè)氨基酸處有一個(gè)信號(hào)肽。在卜1 9和2 4 2 —2 6 4 氨基酸處有2 個(gè)跨膜區(qū)。鹽角草S e L C Y 基因全長(zhǎng)1 9 3 7 b p ，編碼4 9 8個(gè)氨基酸，推測(cè)分子量為5 6 ．1 k D a ，等電點(diǎn)為8 ．4 1 。其蛋白在1 ．3 7 個(gè)氨基酸處有一個(gè)信號(hào)肽。在7 9 - 9 6 ，3 6 7 - 3 8 5 和4 5 4 - 4 7 4 氨基酸處有3 個(gè)跨膜區(qū)。S e P S Y和S e L C Y

4、基因過(guò)量表達(dá)均促進(jìn)轉(zhuǎn)基因擬南芥的生長(zhǎng)，轉(zhuǎn)S e P S Y 基因擬南芥次生根數(shù)目比野生型擬南芥明顯增多。S e P S Y 和S e L C Y 基因的過(guò)量表達(dá)還使轉(zhuǎn)基因擬南芥對(duì)百草枯的抗性得到提高；S e P S Y 基因的過(guò)量表達(dá)增強(qiáng)了植株體內(nèi)抗氧化保護(hù)酶過(guò)氧化物酶( P O D ) ，超氧化物歧化酶( S O D ) 活性，但過(guò)氧化氫酶( c A T )的變化不顯著；轉(zhuǎn)S e L C Y 基因株系P O D ，S O D ，C A

5、 T 的活性都有所增強(qiáng)，但轉(zhuǎn)S e P S Y 基因株系中P O D 活性明顯高于轉(zhuǎn)S e L C Y 基因株系。轉(zhuǎn)S e P S Y 和S e L C Y基因擬南芥葉片中丙二醛( M D A ) 和H 2 0 2 含量均降低，但轉(zhuǎn)S e P S Y 基因株系中M D A 和H 2 0 2 含量明顯低于轉(zhuǎn)S e L C Y 基因株系。說(shuō)明轉(zhuǎn)基因擬南芥對(duì)氧化脅迫的抗性得到了提高，同時(shí)使得光系統(tǒng)I I ( P S I I ) 和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)

6、和功能不被破壞。而轉(zhuǎn)S e P S Y 基因株系對(duì)鹽分和氧化脅迫的抗性明顯高于轉(zhuǎn)S e L C Y 基因株系。S e P S Y 和S e L C Y 基因的過(guò)量表達(dá)還提高了轉(zhuǎn)基因擬南芥的光合效率，氣孔導(dǎo)度和F v ／F m 比值。S e P S Y 和S e L C Y 基因轉(zhuǎn)化擬南芥及其功能分析的初步結(jié)果表明，& 尸肼和S e L C Y 基因的過(guò)量表達(dá)提高了轉(zhuǎn)基因擬南芥對(duì)體內(nèi)活性氧( R O S ) 的清除能力，增強(qiáng)了擬南