番茄SlLrgB基因的克隆及功能研究.pdf

1、在細菌中，細胞的死亡和裂解主要是由其自身的LrgAB/CidAB體系控制的，它們通過調控胞壁質水解酶的釋放進而操控細胞的命運。細菌LrgB的同源基因在植物界廣泛存在，擬南芥AtLrgB基因可能是由細菌的LrgA和LrgB基因的融合基因進化而來，但因LrgB結構域與細菌LrgB基因的同源性較高，故將擬南芥LrgAB命名為AtLrgB。擬南芥AtLrgB基因在葉綠體發(fā)育、碳同化物的分配和葉片衰老過程中發(fā)揮著重要作用。番茄（Solanumly

2、copersicum）作為研究果實發(fā)育和成熟的模式作物，SlLrgB基因的研究目前處于空白狀態(tài)。
　　本研究通過生物信息學分析，發(fā)現(xiàn)番茄基因組僅有一個LrgB同源基因，分析了其蛋白結構特征、進化關系、啟動子，研究了番茄SlLrgB基因在不同組織、不同時期葉片的表達特征以及光、激素和逆境響應情況。構建了番茄SlLrgB基因的過量表達載體和抑制表達載體，并成功獲得了對應轉基因植株。通過表型分析及相關基因定量檢測，初步探究該基因在番茄生

3、長發(fā)育中的生物學功能。主要結果如下：
　?、偻ㄟ^結構分析發(fā)現(xiàn)番茄SlLrgB是一個編碼513個氨基酸的跨膜蛋白，含有一個葉綠體轉運肽和10個跨膜螺旋。
　?、贚rgB同源基因在植物和細菌中普遍存在，氨基酸序列比對結果顯示番茄該基因C端的LrgB結構域在細菌和植物中高度保守，番茄SlLrgB基因N端的序列與原核生物LrgA基因也具有相似性，但是保守性明顯低于LrgB結構域，以上結果顯示細菌的LrgA基因和LrgB基因進化為番茄

4、SlLrgB基因的兩個結構域。進化關系分析表明番茄SlLrgB和擬南芥AtLrgB、大麥HvLrgB同源性較高。
　?、鄯治鰡幼庸δ茉l(fā)現(xiàn)有許多光響應組件、茉莉酸甲酯響應組件、赤霉素響應組件、水楊酸響應組件、生長素響應組件、厭氧響應組件、低溫響應組件和干旱響應組件。不同光、激素和逆境處理發(fā)現(xiàn)，暗培養(yǎng)以及Eth，MeJA，溫度（冷和熱）和干旱后復水處理下，SlLrgB基因的表達水平明顯下調，以上結果表明番茄SlLrgB基因可能參

5、與了這些脅迫響應途徑。
　?、芊治龇裇lLrgB基因在不同組織中的表達模式，結果顯示SlLrgB只在綠色器官中表達，而且在葉片中表達量顯著高于其他綠色組織。在葉片成熟衰老過程中，SlLrgB基因的表達水平不斷下降。
　?、萦^察SlLrgB過表達植株的形態(tài)學特征，發(fā)現(xiàn)SlLrgB超表達導致番茄生長發(fā)育遲緩和黃化的表型。葉綠素含量測定發(fā)現(xiàn)SlLrgB超表達植株中果實和葉片中葉綠素總含量明顯降低。定量PCR檢測發(fā)現(xiàn)SlLrgB基