大豆光合作用相關(guān)基因GmDeg的克隆及其功能分析.pdf

1、強(qiáng)光會(huì)抑制光合功能，破壞光合作用器官，從而降低PSⅡ光化學(xué)效率和光合效率，這個(gè)過程被稱為光抑制。PSⅡ反應(yīng)中心對(duì)光抑制非常敏感，其中D1蛋白是光破壞的主要目標(biāo)。損傷的D1蛋白由蛋白酶降解，并由新合成的D1蛋白組裝到復(fù)合體中，重新被激活行使正常功能。在這個(gè)過程中，蛋白酶起到了關(guān)鍵作用。本研究開展大豆光合作用相關(guān)基因GmDeg的克隆及其功能分析，獲得主要結(jié)果如下:
　　 1.以AtDeg1序列為探針在大豆基因組數(shù)據(jù)庫中搜索并在大豆c

2、DNA中克隆出GmDeg1和GmDeg2，分別位于第19條和第5條染色體上，讀碼框長(zhǎng)度分別為1296bp和1281bp，分別與AtDeg1同源性達(dá)71.69％和70.78％。生物信息學(xué)分析結(jié)果表明GmDeg1和GmDeg2屬于絲氨酸蛋白酶家族，含有PDZ結(jié)構(gòu)域，并且推測(cè)GmDeg1和GmDeg2與AtDeg1有著相似的功能，即對(duì)損壞的D1蛋白具有降解作用，從而加速D1的周轉(zhuǎn)。
　　 2.用MV（甲基紫精）對(duì)大豆植株模擬光氧化處理

3、，熒光定量分析結(jié)果表明在12h時(shí)，GmDeg1和GmDeg2表達(dá)量明顯增加，表明GmDeg1和GmDeg2可能在光保護(hù)機(jī)制中起作用。
　　 3.在大腸桿菌中表達(dá)出GmDeg1和GmDeg2重組蛋白，利用NI-NTA層析柱純化蛋白。酶活試驗(yàn)結(jié)果顯示在溫度為20℃-60℃，pH為5.0-8.0時(shí)，GmDeg1和GmDeg2具有活性。而在絲氨酸蛋白酶抑制劑的存在下，蛋白酶對(duì)底物無降解作用。結(jié)果證明了GmDeg1和GmDeg2屬于絲氨酸

4、蛋白酶家族，在體外具有降解模式底物的能力，為活體內(nèi)可能降解類似D1蛋白的損傷或錯(cuò)誤折疊的蛋白提供了證據(jù)。
　　 4.通過轉(zhuǎn)化擬南芥獲得轉(zhuǎn)基因植株。取離體葉片在強(qiáng)光下作處理，葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)量葉片F(xiàn)v/Fm，野生型作對(duì)照。結(jié)果顯示，在某些時(shí)間點(diǎn)上，轉(zhuǎn)GmDeg1和GmDeg2基因植株的Fv/Fm值明顯比野生型高，在林可霉素存在下，情況依然如此。推測(cè)GmDeg1和GmDeg2對(duì)損壞的D1蛋白具有降解作用，從而加速了PSⅡ光化學(xué)效率的恢