星星草(Puccinellia tenuiflora)LLG1基因克隆及功能分析

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:liongliong547
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类 LORELEI 糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白(LORELEI-like GPI-anchored protein,LLG)是一类定位在细胞膜外表面的蛋白,其作为CrRLK1L家族类受体激酶的分子伴侣,参与调节细胞生殖、生长以及逆境应答等多种生物学过程。但其参与盐碱应答的分子机制未有报道。我们以禾本科盐生植物星星草(Puccinelliatenuiflora)为材料,利用分子遗传学方法克隆到PutLLG1基因。生物信息学分析表明,其开放阅读框为501 bp,编码166个氨基酸。PutLLGl具有GPI锚定蛋白家族结构特征,PutLLGl的氨基酸序列包括N端信号肽、中央区域,以及C端GPI锚,C端构象可变区。实时荧光定量分析表明,PutLLG1基因在星星草根、茎、叶、花、穗、鞘,以及种子中均有表达,在根中表达量最高,在穗中表达量最低。当受到逆境(50 mmol/LNa2CO3、100 mmol/LNaHCO3、200 mmol/LNaCl、5 mmol/L H2O2、160 μmol/L CdCl2及4℃)胁迫时,PutLLG1基因在根和叶中都受到诱导。这暗示着PutLLG1基因可能参与盐碱、低温、氧化,以及重金属胁迫应答过程。通过对PutLLGl的烟草(Nicotiana tabacum)叶片细胞和洋葱(Alliumcepa)表皮细胞的亚细胞定位分析,我们发现,正常条件下PutLLG1定位在细胞膜上,少量定位于细胞核中。利用酵母体外表达体系,以pYES2空载的酵母菌为阴性对照,在盐(NaCl)、碱(NaHCO3、Na2CO3)、氧化(H2O2)和渗透(山梨醇)胁迫下,对转PutLLG1基因的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株耐受性进行探究。结果表明,在正常条件下,转PutLLG1基因酵母菌和对照组的生长状态基本一致,在胁迫条件下,转基因酵母长势优于对照组酵母菌株。因此,PutLLG1基因可能会提高酵母菌株对逆境胁迫的耐受性。利用同源重组的技术将PutLLG1基因构建在pBI121植物表达载体上,将重组质粒利用农杆菌侵染法转入野生型拟南芥中,获得过表达PutLLG1基因拟南芥植株。在100 mmol/L NaCl和125 mmol/L NaCl胁迫下,过表达PutLLG1基因拟南芥植株的根长和鲜重均优于野生型拟南芥植株。拟南芥atllg1突变植株(SALK08036.C)无论在正常条件下还是在盐胁迫下,根长和鲜重均低于野生型拟南芥。综上,我们的研究结果表明,PutLLG1基因可能参与盐应答调控过程,在植物生长发育,以及抵御逆境过程中起重要作用。这些结果为深入研究星星草LLG参与盐碱应答的分子机制提供了信息。
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