番茄冷調(diào)控蛋白SlCOR413IM1的功能分析.pdf

1、低溫是影響植物生長、發(fā)育、產(chǎn)量以及地理分布的重要環(huán)境因子之一，也是作物生長發(fā)育中經(jīng)常遇到的自然災(zāi)害之一。植物在其長期的進(jìn)化過程中形成了復(fù)雜而高效的應(yīng)答機(jī)制，以抵御和適應(yīng)低溫脅迫。在植物遭受低溫脅迫時，低溫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)ICE1-CBF-COR能夠快速響應(yīng)低溫，提高植物的低溫抗性。COR（cold-regulation）蛋白是一類在低溫下快速表達(dá)的植物抗寒蛋白，對于葉綠體膜的穩(wěn)定有著重要的作用。研究表明，除低溫脅迫外，COR蛋白也能響應(yīng)干旱和鹽

2、脅迫。番茄是一種起源于熱帶的冷敏感作物，對于逆境脅迫非常敏感，往往受到逆境脅迫的傷害，造成產(chǎn)量的嚴(yán)重?fù)p失。因此，研究逆境脅迫下番茄COR蛋白的功能，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本研究克隆了一個番茄編碼冷調(diào)控蛋白的基因（SlCOR413IM1），將其轉(zhuǎn)化煙草和番茄，以轉(zhuǎn)正、反義SlCOR413IM1的番茄和過表達(dá)SlCOR413IM1的煙草為材料，探討了轉(zhuǎn)SlCOR413IM1基因番茄在低溫脅迫下和過表達(dá)煙草在干旱脅迫下的相關(guān)功

3、能，主要結(jié)果如下：
　?。?）從番茄葉片中分離得到SlCOR413IM1（GenBank序列號：AK321304.1），該基因全長為982bp，包含669bp的開放閱讀框，119bp的5?-UTR和194bp的3?-UTR，編碼222個氨基酸，預(yù)測分子量為24.3kDa，等電點(diǎn)為9.75。
　?。?）將 SlCOR413IM1-GFP的融合蛋白在擬南芥原生質(zhì)體中瞬時表達(dá)，通過激光共聚焦顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn) SlCOR413IM1蛋

4、白定位于葉綠體。通過預(yù)測發(fā)現(xiàn) SlCOR413IM1蛋白可能為葉綠體內(nèi)膜蛋白。
　?。?）qRT-PCR分析發(fā)現(xiàn)，SlCOR413IM1在番茄的根、莖、葉、花和果中均有表達(dá)，其中在葉片中的表達(dá)量最高。同時，低溫、干旱、高溫、強(qiáng)光以及 ABA均可誘導(dǎo)SlCOR413IM1表達(dá)，并且受低溫的快速誘導(dǎo)表達(dá)。
　　（4）構(gòu)建SlCOR413IM1的過表達(dá)和抑制表達(dá)載體，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤法轉(zhuǎn)化番茄和煙草，獲得正、反義的轉(zhuǎn)基因番茄和

5、過表達(dá)煙草植株。通過PCR和qRT-PCR鑒定和篩選獲得的轉(zhuǎn)基因植株，結(jié)果表明成功獲得了過表達(dá)的番茄和煙草植株以及抑制表達(dá)的番茄株系。
　?。?）低溫脅迫下，過表達(dá)SlCOR413IM1的番茄植株表現(xiàn)出較好的幼苗和成苗的生長狀況，較低的細(xì)胞膜傷害程度；而反義植株的生長狀況較差，細(xì)胞膜傷害程度較嚴(yán)重，表明過表達(dá)SlCOR413IM1的提高了轉(zhuǎn)基因番茄的低溫抗性，抑制SlCOR413IM1的表達(dá)使反義植株對低溫更加敏感。
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6、6）低溫脅迫下，過表達(dá)SlCOR413IM1減輕了葉綠體膜的損傷，維持了較高的Pn、Fv/Fm、ΦPSII以及sFBPase和GAPDH的活性。過表達(dá)SlCOR413IM1減輕了低溫脅迫對光合作用的抑制，也緩解了ROS的積累，進(jìn)而提高了轉(zhuǎn)基因番茄的低溫抗性。
　?。?）干旱脅迫下，過表達(dá)SlCOR413IM1的煙草減輕了對細(xì)胞膜的傷害，緩解了ROS的積累和PSII的光抑制，維持了較高的抗氧化酶（SOD和APX）活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的