超表达AtHARBI1-2对转基因拟南芥生长发育的影响

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HARBI1(Harbinger Transposase Derived 1)蛋白起源于脊椎动物共同祖先(硬骨鱼纲)中的活跃的Harbinger转座酶,是迄今唯一已知的与PIF/Harbinger转座元件同源的脊椎动物基因,编码350个氨基酸。HARBI1是DDE转座酶,属于DDETnp4家族蛋白,该家族成员的蛋白分子结构特征为具有三个高度保守的亲核氨基酸残基,包括两个天冬氨酸残基(D)和一个谷氨酸残基(E)。HARBI1包含有DDE转座酶的共同特征,能够实现转座元件位移的反应,是催化DNA断裂和重组的关键蛋白。本研究是在中间锦鸡儿CiHA见B11基因的研究基础上展开的。为验证更进一步研究HARBI1在植物中的功能及其作用机制,本实验选取拟南芥(Arabidopsisthaliana)中的同源基因AtH4RBI1-2进行了功能分析。主要结果如下:1.从拟南芥中克隆得到多胁迫响应的DDETnp4家族基因AtHARBI1-2。其cDNA长度为1509bp,编码502个氨基酸,蛋白的分子量预测为56.82kD。经氨基酸序列比对与系统进化分析显示,其蛋白与中间锦鸡儿CiHARBI1的同源性为70%。2.AtHARBI1-2表达受4℃冷胁迫诱导,表达量有所上调。3.AtHARBI1-2基因过表达株系幼苗时期子叶向下卷曲,高量过表达株系发育迟缓,植株莲座叶较野生型小且叶片卷曲,抽薹时间晚于野生型。4.AtHARBI1-2高量过表达株系7天幼苗中的各类细胞分裂素含量显著高于野生型,ME-IAA含量明显低于野生型,IAA含量明显高于野生型。上述结果表明,AtHARBI1-2可能通过目前还未知的途径影响了转基因拟南芥的细胞分裂素和生长素的含量,从而导致子叶和叶片发育异常,但是其表型与CiHARBI1或AtHARBI1-1过表达株系不完全一致,说明这3个基因部分功能冗余。
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