甜椒細(xì)胞質(zhì)小分子量熱激蛋白基因的表達(dá)及其在溫度逆境下的功能分析.pdf

1、植物遇到高溫脅迫時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)熱激蛋白，其中植物小分子量熱激蛋白含量最為豐富、種類繁多。小分子量熱激蛋白的分子量在17～30 kDa之間，有保守的C端。高等植物中含有至少6種小分子量熱激蛋白，分別定位于細(xì)胞質(zhì)、葉綠體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。近年來(lái)，關(guān)于高溫誘導(dǎo)熱激蛋白以及熱激蛋白提高植物耐熱性的研究取得了重要進(jìn)展。然而，關(guān)于低溫誘導(dǎo)熱激蛋白基因表達(dá)及其防御低溫光破壞的研究相對(duì)較少。主要結(jié)果如下： 1．甜椒細(xì)胞質(zhì)小分子量熱激蛋白基因(CaH

2、SP18)序列與煙草、番茄、擬南芥的細(xì)胞質(zhì)class I小分子量熱激蛋白的基因序列高度同源，因此推斷我們獲得的全長(zhǎng)eDNA編碼的產(chǎn)物是細(xì)胞質(zhì)class I小分子量熱激蛋白，該基因命名為CaHSP18。聚類分析表明：CaHSP18與煙草、番茄、水稻、玉米葉綠體小分子量熱激蛋白的親緣關(guān)系很近。結(jié)構(gòu)同源性分析表明CaHSPl8羧基端有兩個(gè)序列保守的結(jié)構(gòu)域。 2．表達(dá)分析表明，熱激后甜椒CaHSP18在根、莖、葉中均有表達(dá)，葉片中表達(dá)量

3、最高。常溫下沒有表達(dá)，但是低溫可以誘導(dǎo)該基因的表達(dá)，說(shuō)明高溫、低溫脅迫均可以誘導(dǎo)CaHSP18的表達(dá)。 3．構(gòu)建了原核表達(dá)載體，常溫下在大腸桿菌中表達(dá)CaHSP18對(duì)大腸桿菌的生長(zhǎng)沒有影響，但是能提高大腸桿菌在高溫脅迫下的細(xì)胞活力。SDS-PAGE結(jié)果顯示，表達(dá)外源CaHSP18基因的大腸桿菌的蛋白質(zhì)在高溫脅迫下得到一定程度的保護(hù)。在大腸桿菌中表達(dá)CaHSP18也可以提高大腸桿菌細(xì)胞在低溫條件下的活力。 4．構(gòu)建CaHS

4、P18的正義表達(dá)載體，并轉(zhuǎn)化番茄。PCR、Northern blot和Westem blot分析表明，CaHSP18基因在番茄中已表達(dá)。在常溫條件下轉(zhuǎn)基因番茄植株與野生型沒有差別，但在低溫條件下過(guò)量表達(dá)CaHSP18的轉(zhuǎn)基因番茄能維持較高的光合能力；在4℃條件下，野生型和轉(zhuǎn)CaHSP18基因番茄的放氧活性和Fv/Fm減少，但轉(zhuǎn)基因番茄植株的放氧活性和Fv/Fm下降較少；另外，溫度脅迫下，轉(zhuǎn)基因番茄植株能維持較低的膜透性。這些結(jié)果表明，低