番茄SlLrgB基因的克隆及功能研究.pdf

1、在細(xì)菌中，細(xì)胞的死亡和裂解主要是由其自身的LrgAB/CidAB體系控制的，它們通過調(diào)控胞壁質(zhì)水解酶的釋放進(jìn)而操控細(xì)胞的命運(yùn)。細(xì)菌LrgB的同源基因在植物界廣泛存在，擬南芥AtLrgB基因可能是由細(xì)菌的LrgA和LrgB基因的融合基因進(jìn)化而來，但因LrgB結(jié)構(gòu)域與細(xì)菌LrgB基因的同源性較高，故將擬南芥LrgAB命名為AtLrgB。擬南芥AtLrgB基因在葉綠體發(fā)育、碳同化物的分配和葉片衰老過程中發(fā)揮著重要作用。番茄（Solanumly

2、copersicum）作為研究果實(shí)發(fā)育和成熟的模式作物，SlLrgB基因的研究目前處于空白狀態(tài)。
　　本研究通過生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)番茄基因組僅有一個(gè)LrgB同源基因，分析了其蛋白結(jié)構(gòu)特征、進(jìn)化關(guān)系、啟動(dòng)子，研究了番茄SlLrgB基因在不同組織、不同時(shí)期葉片的表達(dá)特征以及光、激素和逆境響應(yīng)情況。構(gòu)建了番茄SlLrgB基因的過量表達(dá)載體和抑制表達(dá)載體，并成功獲得了對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)基因植株。通過表型分析及相關(guān)基因定量檢測(cè)，初步探究該基因在番茄生

3、長(zhǎng)發(fā)育中的生物學(xué)功能。主要結(jié)果如下：
　?、偻ㄟ^結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)番茄SlLrgB是一個(gè)編碼513個(gè)氨基酸的跨膜蛋白，含有一個(gè)葉綠體轉(zhuǎn)運(yùn)肽和10個(gè)跨膜螺旋。
　?、贚rgB同源基因在植物和細(xì)菌中普遍存在，氨基酸序列比對(duì)結(jié)果顯示番茄該基因C端的LrgB結(jié)構(gòu)域在細(xì)菌和植物中高度保守，番茄SlLrgB基因N端的序列與原核生物L(fēng)rgA基因也具有相似性，但是保守性明顯低于LrgB結(jié)構(gòu)域，以上結(jié)果顯示細(xì)菌的LrgA基因和LrgB基因進(jìn)化為番茄

4、SlLrgB基因的兩個(gè)結(jié)構(gòu)域。進(jìn)化關(guān)系分析表明番茄SlLrgB和擬南芥AtLrgB、大麥HvLrgB同源性較高。
　　③分析啟動(dòng)子功能元件發(fā)現(xiàn)有許多光響應(yīng)組件、茉莉酸甲酯響應(yīng)組件、赤霉素響應(yīng)組件、水楊酸響應(yīng)組件、生長(zhǎng)素響應(yīng)組件、厭氧響應(yīng)組件、低溫響應(yīng)組件和干旱響應(yīng)組件。不同光、激素和逆境處理發(fā)現(xiàn)，暗培養(yǎng)以及Eth，MeJA，溫度（冷和熱）和干旱后復(fù)水處理下，SlLrgB基因的表達(dá)水平明顯下調(diào)，以上結(jié)果表明番茄SlLrgB基因可能參

5、與了這些脅迫響應(yīng)途徑。
　?、芊治龇裇lLrgB基因在不同組織中的表達(dá)模式，結(jié)果顯示SlLrgB只在綠色器官中表達(dá)，而且在葉片中表達(dá)量顯著高于其他綠色組織。在葉片成熟衰老過程中，SlLrgB基因的表達(dá)水平不斷下降。
　　⑤觀察SlLrgB過表達(dá)植株的形態(tài)學(xué)特征，發(fā)現(xiàn)SlLrgB超表達(dá)導(dǎo)致番茄生長(zhǎng)發(fā)育遲緩和黃化的表型。葉綠素含量測(cè)定發(fā)現(xiàn)SlLrgB超表達(dá)植株中果實(shí)和葉片中葉綠素總含量明顯降低。定量PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)SlLrgB基