谷子脂转移蛋白基因(Siltp)的功能研究

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非特异性脂转移蛋白(Nonspeeific lipid transfer protein,nsLTP)是由高等植物中一个多基因家族编码的一类分子量较小(约7-9kD)、可溶的基本蛋白质。植物脂转移蛋白由于具有体外协助不同脂类物质在生物膜间转运的功能而首先在菠菜叶片中分离得到。脂转移蛋白家族中不同成员可能是基因复制和随后的基因突变的产物,但是对于其功能至关重要的位点却非常保守。尽管脂转移蛋白家族成员间核苷酸序列和氨基酸序列存在较大的差异,但是某些脂转移蛋白特征却是十分保守的,包括8个半胱氨酸组成四个二硫键桥,N端都含有一个信号肽用于指示蛋白定位于内质网膜的信号肽,以及C端有一个用于固着于内质网膜的信号肽。这些证据表明脂转移蛋白可能参与植物的分泌过程。 谷子脂转移蛋白(Siltp)基因是冯晓燕博士从谷子未成熟种子cDNA文库中筛选得到的,Siltp cDNA编码121个氨基酸,N端26个氨基酸为信号肽。成熟肽分子量为9.3kD.Siltp基因主要在谷子的茎、叶和果实中表达。经GenBank同源比对,其核苷酸和氨基酸序列与大麦、玉米等物种的脂转移蛋白具有很高的同源性。近年研究发现大麦、玉米中的某些脂转移蛋白可以在体外抑制植物病原菌,并在植物应对病原菌侵染、高盐和干旱的反应中发挥着重要的作用。 本论文是从不同角度对Siltp基因的功能进行研究。将该基因的成熟肽编码序列构建原核表达载体pTYBll-siltp,转化大肠杆菌BL21表达Siltp成熟肽,经几丁质亲和层析柱纯化得到的目的蛋白,在体外显著抑制尖孢镰刀霉(Fusarium oxysporum)、茄科镰刀霉(Fusarium solani)等重要植物病原菌的生长;同时将该基因的cDNA序列构建植物表达载体,转化烟草,转基因烟草在干旱、高盐和病原菌侵染等不利环境下培养7天,其生存能力与野生型烟草相比有一定的提高;另外,RT-PCR检测结果发现,5日龄的野生型谷子在干旱、高盐环境中培养24小时后Siltp基因表达量明显高于水培养的对照组。本实验证明了谷子脂转移蛋白(Siltp)基因受逆境胁迫诱导表达,具有抑制植物病原菌生长,提高转基因烟草抗病和抗逆性的功能。
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