香蕉MaRALF基因功能的初步探究

发布时间：2020-06-17 08:01

【摘要】：植物处于一个复杂多变的生态环境,常常遭受许多逆境胁迫。植物多肽激素是植物中主要的一种信号分子,调控植物的生长发育进程。快速碱化因子(rapid alkalinization factor,RALF)是在植物界中普遍存在的一种植物多肽激素,可以使培养基pH快速上升,并介入调控植物的生长发育。本研究构建了香蕉cDNA酵母表达文库,并从文库重组质粒中分离鉴定出了MaRALF基因,采取生物信息学、基因表达分析、酵母互补实验、原核表达蛋白等方法对MaRALF基因功能进行了初步的探讨,主要结果如下:(1)RALF来源于一个大家族基因,属于一类小分子信号肽蛋白,通过前体蛋白加工修饰而成。大多数前体蛋白N-端序列不保守,而C-端保守性较强并包含有YIXY、YXRGC基序,且由四个半胱氨酸残基形成两个二硫键。(2)基因表达结果表明,香蕉MaRALF能够参与激素(GA、ABA)、氧化胁迫(甲精紫精)、渗透胁迫(甘露醇)、低温(4℃)等诱导,可以作为胁迫响应基因,介入植物对逆境胁迫的应答。MaRALF的基因表达量在不同胁迫处理下有不同的表达,其中包括ABA、重金属Cd胁迫等诱导能使MaRALF基因表达量在叶子中得到上调,而其在根中的基因表达量却是下调。此外,MaRALF应对重金属、高盐胁迫的基因表达量大于温度的表达量。表明MaRALF可能作为一种防御基因,介入调控香蕉的生长发育,参与香蕉响应逆境环境胁迫的应答。(3)本实验构建了香蕉原核蛋白表达载体GST-MaRALF,转化大肠杆菌BL21并诱导得到分子量约为38 kDa的重组蛋白;将GST-MaRALF重组蛋白添加到生长了7d的拟南芥幼苗根部,以检测GST-MaRALF重组蛋白对拟南芥根长的影响。结果表明该重组蛋白能够明显抑制拟南芥幼苗根长,表明获得的重组蛋白具有抑制拟南芥根长的功能,能够参与调控植物的生长发育。同时通过诱导GST-MaRALF重组蛋白在大肠杆菌BL21中应对重金属Cd、高盐胁迫也表现出具有一定的耐受性。(4)酵母功能互补实验结果表明,香蕉MaRALF基因均具有一定的抗氧化及耐重金属Cd的能力,能够提高氧化敏感型酿酒酵母菌株Δskn7抗氧化及镉敏感型酿酒酵母菌株Δycf1耐重金属Cd的能力。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S668.1
【图文】：

香蕉,基因

编码 119 个氨基酸残基的多肽（表 2-13）。香蕉文库重组质粒 DNA 为模板，克隆了 1 个香蕉 MaRALF 基因（图3-1）。图 3-1 香蕉 MaRALF 基因的克隆注: M: DNA 4500 DL marker; 1: 香蕉 MaRALF 基因Figure 3-1 clone of MaRALF geneNote: M: DNA 4500 DL marker; 1: MaRALF gene

氨基酸序列,cDNA序列,氨基酸序列,蛋白信号

子RALF 基因的生物信息学分析aRALF 氨基酸成分及蛋白信号肽分析 Prot Param 软件结果分析，推测 MaRALF 基因编码的蛋白分子 kDa，等电点 pI=8.26，含酸性氨基酸残基（D,E）9 个，碱性氨基） 13 个，疏水氨基酸（A, I, L, F, W 和 V）45 个，极性氨基酸（NY）32 个。SOSUI 分析显示，MaRALF 为膜蛋白，包含 1 个跨膜螺4.1（http：//www. cbs. dtu. dk/services/Signal P/）在线分析表明该 Ma 端存在信号肽结构，可信值为 0.999，前体蛋白最可能切割位点在与第 29 位丝氨酸残基之间（图 3-2、表 2-14）。采用 PHYRE2程LF 蛋白的 3D 结构（图 3-3）。

【参考文献】