番茄甘露聚糖酶基因家族進(jìn)化表達(dá)分析及該家族基因沉默植株的構(gòu)建.pdf

1、細(xì)胞壁是植物非常特殊的一種結(jié)構(gòu)。在植物細(xì)胞的生長和分化過程中，逐漸分泌和沉淀形成了初生細(xì)胞壁和次生細(xì)胞壁。這兩種細(xì)胞壁主要都由纖維素、半纖維素和果膠這些多糖類物質(zhì)構(gòu)成。細(xì)胞壁能夠維持植株機(jī)械支持力、參與物質(zhì)信號轉(zhuǎn)換以及逆境應(yīng)激反應(yīng)等。
　　在構(gòu)成植物細(xì)胞壁半纖維素的多糖中，有一種近些年來逐漸受到重視的多糖，即甘露聚糖。這種多糖成分依據(jù)其組成單體種類和含量的不同而被分類為純甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡甘露聚糖和半乳葡甘露聚糖等四種形式

2、。在許多植物組織的細(xì)胞壁中，甘露聚糖普遍存在且含量豐富。例如，植物種子胚乳、果實和多年生植物的木質(zhì)部等。
　　甘露聚糖酶(EC3.2.1.78)又被稱為β-1，4-甘露聚糖內(nèi)切酶，是甘露聚糖水解過程中的關(guān)鍵酶，它能隨機(jī)裂解甘露聚糖骨架中的β-1，4糖苷鍵。迄今，此類酶在植物界已經(jīng)被廣泛而深入的研究。雖然這類酶的生化功能相似，但是它們在生物學(xué)功能層面卻表現(xiàn)出較大差異。
　　本研究利用計算生物學(xué)方法在番茄和大豆的基因組數(shù)據(jù)中對甘

3、露聚糖酶基因進(jìn)行了搜索和鑒定，再采用比較基因組學(xué)的策略將擬南芥、番茄和大豆的甘露聚糖酶基因的結(jié)構(gòu)、進(jìn)化進(jìn)行分析，對番茄甘露聚糖酶基因進(jìn)行了組織特異性表達(dá)分析。構(gòu)建了抑制番茄甘露聚糖酶基因的干擾表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化番茄品種MicroTom獲得表達(dá)抑制的植株，為進(jìn)一步研究番茄甘露聚糖酶各基因在不同組織器官及不同的生長發(fā)育階段中的功能和遺傳育種中的基因改造工作提供參考。
　　研究的結(jié)果如下:
　　(1)利用計算生物學(xué)方法，有11個和20

4、個甘露聚糖酶基因分別從番茄和大豆基因組中被鑒定出來。擬南芥、番茄和大豆三物種的蛋白序列比對后，一些保守基序和氨基酸殘基被發(fā)現(xiàn)?；蚪Y(jié)構(gòu)和系統(tǒng)發(fā)生綜合分析表明植物甘露聚糖酶基因內(nèi)含子的丟失在基因進(jìn)化方面發(fā)揮著重要的作用。多物種的進(jìn)化分析表明植物甘露聚糖酶的分化可能出現(xiàn)在低等和高等植物分化之后。
　　(2)通過對甘露聚糖酶基因的啟動子序列和它們組織特異表達(dá)的分析，表明甘露聚糖酶不僅參與到番茄各組織器官的生長發(fā)育過程，而且還與植株逆境脅