桃SnRK1蛋白激酶βγ亞基的克隆以及功能的分析.pdf

1、蔗糖非發(fā)酵-1-相關(guān)蛋白激酶-1(sucrose non-fermenting-1-related kinase1,SnRK1)是植物體內(nèi)生理活動調(diào)控樞紐之一，參與調(diào)控植物代謝、發(fā)育以及脅迫應答等多個過程。SnRK1蛋白激酶是異源三復合物，是由催化亞基α和調(diào)節(jié)亞基β、γ或βγ組成。目前關(guān)于 SnRK1βγ的研究主要是以擬南芥、玉米和苜蓿等草本植物為試材，而木本植物SnRK1βγ還未見其基因被克隆與鑒定的報道，其表達調(diào)控特征及在植物體內(nèi)的

2、生理功能尚不清楚。本文從毛桃中克隆到SnRK1βγ基因，并構(gòu)建正義表達載體，成功轉(zhuǎn)化擬南芥，初步研究PpSnRK1βγ基因的功能，主要結(jié)果如下：
　　1.桃基因組中的 ppa004800m和 ppa004966m屬于 SnRK1βγ基因，本試驗克隆PpSnRK1βγ1(ppa004800m)和 PpSnRK1βγ2(ppa004966m)，其 cDNA分別為1476bp和1452bp，編碼492和484個氨基酸殘基。序列分析表明，

3、PpSnRK1βγ1和PpSnRK1βγ2包含CBM和4個CBS結(jié)構(gòu)域；系統(tǒng)進化樹分析表明，PpSnRK1βγ1與果梅的SnRK1βγ蛋白親緣關(guān)系最近，PpSnRK1βγ2與蘋果SnRK1βγ親緣關(guān)系最近。通過與其他物種的氨基酸序列進行比對，相似性達到79.40％。熒光定量 PCR分析表明 PpSnRK1βγ1和PpSnRK1βγ2基因在實生毛桃的根、莖、葉和‘魯星’油桃的葉、花、果中均有表達，其中在‘魯星’油桃的果實中表達量最高，在實

4、生毛桃的莖中表達量最低。PpSnRK1βγ1和PpSnRK1βγ2基因在植物組織中不同部位的表達水平可能與其參與的植物生理過程有關(guān)，在植物不同組織器官，基因行使不同的功能。
　　2.構(gòu)建重組質(zhì)粒 p35S::PpSnRK1βγ1，并成功侵染擬南芥，獲得超表達擬南芥株系A-βγ1。與野生型相比，超表達PpSnRK1βγ1擬南芥株系中SnRK1活性提高了77.13%。與野生型相比，超表達 PpSnRK1βγ1基因擬南芥株系 A-βγ1

5、的花期比野生型約晚2.19d，蓮座葉數(shù)量比野生型多1.17片/株；葉片的葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白含量均顯著高于野生型擬南芥，分別比野生型提高了13.7%，12.9%和23.3%，但淀粉含量卻沒有顯著性差異。因此，超表達PpSnRK1βγ1基因擬南芥株系A-βγ1將獲得更長的生長期，獲得較長的營養(yǎng)儲藏時間。
　　3.在0.1μmol·L-1 MV氧化脅迫條件下，超表達PpSnRK1βγ1擬南芥植株與野生型種子的萌發(fā)和根系生長均受

6、到抑制，但前者具有較高的萌發(fā)率和較長的主根長；2~8μmol·L-1 MV葉片噴施擬南芥植株葉片，超表達PpSnRK1βγ1擬南芥植株保留更多的綠色葉片。這說明從外在生物學表型上，超表達PpSnRK1βγ1擬南芥植株抗氧化能力更強。
　　在2μmol·L-1 MV噴施3h后，超表達PpSnRK1βγ1擬南芥植株丙二醛(MDA)含量比野生型低40.7%，四種抗氧化酶CAT、SOD、GSTs和POD酶活性均高于野生型植株，說明超表達P

7、pSnRK1βγ1基因能提高擬南芥植株的抗氧化能力。在氧化脅迫條件下，超表達植株的SnRK1酶活性高于野生型植株，定量PCR結(jié)果顯示，在超表達PpSnRK1βγ1擬南芥中，脅迫響應基因AtHSPRO1和AtHSPRO2的表達量也均較野生型植株明顯升高。
　　綜上所述，PpSnRK1βγ在桃樹生長過程中發(fā)揮重要的作用，不同組織器官中差異的表達量與其功能有關(guān)。超表達PpSnRK1βγ1擬南芥植株營養(yǎng)生長要明顯的強于野生型植株，說明Pp