甜椒細胞質小分子量熱激蛋白基因的表達及其在溫度逆境下的功能分析.pdf

1、植物遇到高溫脅迫時會產生應熱激蛋白，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，分別定位于細胞質、葉綠體、線粒體、內質網。近年來，關于高溫誘導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展。然而，關于低溫誘導熱激蛋白基因表達及其防御低溫光破壞的研究相對較少。主要結果如下： 1．甜椒細胞質小分子量熱激蛋白基因(CaH

2、SP18)序列與煙草、番茄、擬南芥的細胞質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eDNA編碼的產物是細胞質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系很近。結構同源性分析表明CaHSPl8羧基端有兩個序列保守的結構域。 2．表達分析表明，熱激后甜椒CaHSP18在根、莖、葉中均有表達，葉片中表達量

3、最高。常溫下沒有表達，但是低溫可以誘導該基因的表達，說明高溫、低溫脅迫均可以誘導CaHSP18的表達。 3．構建了原核表達載體，常溫下在大腸桿菌中表達CaHSP18對大腸桿菌的生長沒有影響，但是能提高大腸桿菌在高溫脅迫下的細胞活力。SDS-PAGE結果顯示，表達外源CaHSP18基因的大腸桿菌的蛋白質在高溫脅迫下得到一定程度的保護。在大腸桿菌中表達CaHSP18也可以提高大腸桿菌細胞在低溫條件下的活力。 4．構建CaHS

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