番茄芯片雜交差異表達耐旱相關基因的克隆與分析.pdf

1、干旱作為一種非生物逆境最主要的形式,嚴重影響了作物的產量和品質,在很多地區(qū)是農業(yè)發(fā)展的瓶頸,因而抗逆育種特別是抗旱育種一直受到重視。
　　 番茄(Solanum lycopersicum)是一種世界性的蔬菜作物,也是科學研究的模式植物。本研究以本實驗室通過基因芯片雜交篩選出的一些干旱響應基因信息為基礎,選取其中三個基因即晚期胚胎富集蛋白基因(LEA),發(fā)育相關的一個轉錄因子基因(Hox)和蛋白酶抑制劑基因(TR)(三個候選基因的

2、超量表達載體己由本實驗室構建,其中LEA是從番茄干旱敏感品種M82中克隆,Hox和TR是從野生種潘那利中克隆。)擬通過遺傳轉化和其他分子生物學的方法對其進行克隆與分析,為下一步系統(tǒng)分析關鍵基因的生物學功能及其作用的分子機理奠定基礎。本研究獲得的主要結果如下:
　　 1.根據(jù)SGN(www.sgn.cornell.edu)中公布的基因信息(SGN-U213276),克隆到番茄晚期胚胎富集蛋白基因SILEA3 cDNA,經(jīng)生物信息學

3、分析發(fā)現(xiàn)該基因與番茄第3號染色體上的一個BAC100％同源(BAC號為C03HBa0323D22),其gDNA序列長839bp,cDNA長756bp,含有一個內含子,CDS長516bp,編碼171個氨基酸。氨基酸比對結果顯示與番茄LEA同源性最高的植物是長春花(Catharanthusroseus),為56％。生物信息學預測了其蛋白質的一級結構和二級結構,預測結果表明該蛋白具有良好的親水性,說明植物在遭遇干旱脅迫時該基因是通過其蛋白產物

4、的高級結構使細胞免受損傷來行使功能的。通過PlantCARE軟件預測了該基因的啟動子序列和一些與干旱響應相關的元件。
　　 2.以農桿菌介導的方法將正義SpHox和SpTR8導入到普通番茄品種A57中,分別獲得轉化植株6株和2株,PCR檢測結果表明,外源基因已整合到番茄基因組中。
　　 3.半定量RT-PCR分析了各候選基因在親本材料M82和潘那利中的表達模式。其中SILEA3在M82和潘那利中表達差異較大,在M82的葉

5、片,花和果實中均有表達,但在潘那利中僅能在果實中檢測到較弱的表達；SpHox在潘那利各組織中呈組成型表達,且從幼葉到莖,其表達豐度逐漸升高,在M82的根中該基因幾乎不表達,從幼葉到老葉表達量也呈逐漸上升,但不如在潘那利中明顯,且在莖中表達很弱；SpTR8在潘那利各組織中均有表達,但在M82的葉片和果實中的表達量很弱,在根無法檢測到表達。
　　 4.半定量RT-PCR調查了SILEA3基因在不同干旱程度脅迫租ABA,NaCl,SA