玉米DEAD-box RNA解旋酶基因的克隆及分析.pdf

1、DEAD-box RNA解旋酶是一個依賴ATP的RNA解旋酶大家族，廣泛地存在于從原核生物的細菌到真核生物的酵母、植物和動物中。它們能介導(dǎo)NTP依賴的雙鏈RNA解旋，利用RNA依賴的ATP酶活性催化RNA二級結(jié)構(gòu)的構(gòu)象變化，在許多RNA參與的代謝活動中發(fā)揮關(guān)鍵作用。DEAD-box RNA解旋酶參與RNA轉(zhuǎn)錄、前體mRNA剪切、核糖體發(fā)生、核質(zhì)運輸、蛋白質(zhì)翻譯、RNA降解等重要的生命活動。在植物中的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)DEAD-box RNA解

2、旋酶在花的分生組織決定、葉綠體分化、植物形態(tài)發(fā)生、幼苗的生長與發(fā)育過程的調(diào)控、mRNA輸出、植物發(fā)育等過程中起重要作用，具有廣泛的生理意義。 本研究根據(jù)本室在玉米S-Mo17<'Rf3Rf3>cDNA芯片雜交研究中，檢測到在花粉發(fā)育后期RNA解旋酶上調(diào)表達的結(jié)果，應(yīng)用RACE技術(shù)，開展RNA解旋酶的克隆及功能研究，獲得以下結(jié)果： 1、采用RACE技術(shù)，從S-Mo17<'Rf3Rf3>花粉中克隆得到RNA解旋酶基因全長cD

3、NA，命名為ZmRH2，其GenBank注冊登記號為DQ327709。測序結(jié)果表明該cDNA全長1652bp，包含一個長為1224 bp的完整開放讀碼框，編碼407個氨基酸。 2、通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，ZmRH2基因編碼的蛋白質(zhì)具有DEAD-box RNA解旋酶特有的9個保守模體，與水稻、擬南芥和豌豆中的DEAD-box RNA解旋酶的氨基酸序列存在著很高的同源性。 3、同時使用RT-PCR技術(shù)，在近等基因系S-Mo1

4、7<'Rf3Rf3>和S-Mo17<'rf3f3>的不同組織和器官中對ZmRH2基因進行表達譜研究。結(jié)果表明ZmRH2基因在S-Mo17<'Rf3Rf3>和S-Mo17<'rf3rf3>的葉、根和雌穗中的表達沒有差異，在S-Mo17<'Rf3Rf3>的花絲和花粉中ZmRH2表達量明顯高于S-Mo17<'rf3rf3>，這與Zhang等人芯片雜交結(jié)果一致。這說明ZmRH2基因可能參與了正?；ǚ鄣陌l(fā)育過程，在S-Mo17<'rf3rf3>花

5、粉發(fā)育過程中ZmRH2基因的低量表達可能與花粉敗育有關(guān)。 4、玉米中克隆到了ZmRH2基因的全長cDNA序列，豐富了植物DEAD-box RNA解旋酶家族，揭示了玉米DEAD-box RNA解旋酶基因的結(jié)構(gòu)，也驗證了玉米DEAD-box RNA解旋酶與其它植物中的DEAD-box RNA解旋酶模體結(jié)構(gòu)在進化過程中的保守性。這種保守性可能也暗示著ZmRH2與其它植物中的DEAD-box RNA解旋酶一樣具有重要的生物學(xué)功能。研究結(jié)