過量表達(dá)CDPK9對(duì)擬南芥耐逆性的影響.pdf

1、CDPK(calcium deperident protein kinase)是在植物中首先發(fā)現(xiàn)的一種鈣依賴型蛋白激酶,屬于Ser/Thr型蛋白激酶,分子量40～90kDa,Mg<'2+>是該酶的重要輔因子.該蛋白質(zhì)在其氨基端有一個(gè)激酶活性域,在其羧基端有一個(gè)類似CaM的結(jié)構(gòu)區(qū)域,在兩者之間還有一個(gè)自我抑制域.當(dāng)類似CaM的結(jié)構(gòu)域上的鈣離子結(jié)合位點(diǎn)與Ca<'2+>結(jié)合后,抑制被解除,酶即被活化.鈣離子是細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中重要的第二信使,CD

2、PK作為鈣離子的受體蛋白和效應(yīng)蛋白在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起著關(guān)鍵的作用. CDPK家族在調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中具有多樣性和可選擇性.近年來通過對(duì)擬南芥、水稻等植物研究表明CDPK家族有多個(gè)成員,其中擬南芥含有12個(gè)亞家族34個(gè)成員,水稻有27個(gè)成員(Harper et al,2004),而且它們大多與逆境信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān).已經(jīng)證實(shí),擬南芥AtCDPK1.基因和AtCDPK2基因在干旱和鹽誘導(dǎo)條件下,表達(dá)量增強(qiáng)(Ura0 et al.,1994);

3、另外,Sheen(1996)證實(shí)擬南芥AtCPK10和AtCPK30參與了對(duì)ABA和非生物脅迫的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo). 鹽芥是一種與擬南芥近緣的十字花科植物,具有很多與擬南芥相同的優(yōu)點(diǎn):如類似的形態(tài)、小的基因組、短的生活史、豐富的種子和易于被轉(zhuǎn)化等.但是,鹽芥對(duì)多種脅迫的耐受能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于擬南芥,它在短時(shí)間內(nèi)能耐受高達(dá)500mMNaCl的沖擊,在鹽適應(yīng)前后既不產(chǎn)生鹽腺也沒有復(fù)雜的形態(tài)上的變化,因此,對(duì)鹽芥鈣依賴的蛋白激酶的功能研究對(duì)于闡明植物

4、的抗逆生理機(jī)制,揭示植物的耐逆機(jī)理都具有重要意義. 本實(shí)驗(yàn)在鹽芥EST庫中得到CDPK9基因.通過構(gòu)建過量表達(dá)載體,并用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的花序侵染法侵染擬南芥,得到5個(gè)轉(zhuǎn)基因的純合株系.CDPK基因家族蛋白成員主要存在于植物細(xì)胞質(zhì)膜、葉綠體中,不同的定位與其相應(yīng)的功能相關(guān).為了解CDPK9的生物學(xué)功能,首先構(gòu)建了CDPK9-GFP融合基因表達(dá)載體,并用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的花序侵染法侵染擬南芥,通過共聚焦顯微鏡檢測對(duì)CDPK9進(jìn)行了初步的亞細(xì)胞