论文部分内容阅读
植物防御素是一类富含半胱氨酸的稳定短肽，在微摩尔浓度下就能表现出广谱的抗菌活性，不仅具有抗真菌活性、抗细菌活性、蛋白酶抑制活性和昆虫淀粉酶抑制活性等生物学活性，而且参与调节植物的生长和发育。本研究通过克隆甘蓝型油菜防御素基因cDNA及基因组DNA全长，使用生物信息学软件分析防御素基因序列特征、蛋白二级结构、信号肽预测、亚细胞定位以及系统进化关系等，探究防御素基因在油菜不同组织部位的表达差异，以及外源水杨酸对甘蓝型油菜防御素基因表达水平的影响。对于揭示SA诱导植物抗逆信号通路机制，对于油料作物品质改良及油菜这一优异作物基因资源的挖掘利用具有一定的参考价值。本文研究结果如下：1.从甘蓝型油菜中成功克隆得到9个防御素基因，防御素基因家族的cDNA全长325～461bp，含有177～243bp开放阅读框，编码58～80个氨基酸。2.油菜防御素基因外显子的保守性高于内含子，Bndef9缺失内含子结构，其余8个油菜防御素基因均含有一个内含子结构，内含子序列长度与组成差异较大。不同来源的植物防御素氨基酸序列显示出较大的差异，但8个保守的Cys残基均稳定存在，保证了防御素正确空间结构的形成。9个甘蓝型油菜防御素基因均含有保守的功能结构域Knot1，表明防御素能够在植物防御应答过程中发挥重要作用。防御素Bndef1、Bndef2、Bndef3、Bndef4、Bndef5、Bndef6、Bndef7、Bndef8含有信号肽，属于分泌蛋白，分泌到细胞周质，参与防卫反应。系统进化分析表明，防御素基因在较早以前就已经发生进化，根据进化程度差异，将这9个防御素基因分为两大类，Bndef1、Bndef2、Bndef3、Bndef4、Bndef5及其对应的白菜防御素与拟南芥的PDF1聚为一类；Bndef6、Bndef7、Bndef8、Bndef9及其对应的白菜防御素与拟南芥的PDF2聚为一类，可能具有蛋白酶抑制活性。3.防御素基因在油菜各组织器官中均有表达，但表达量存在明显差异，其中在花蕾中的表达量最高，叶和角果次之，在根中表达量最少，暗示着防御素可能在甘蓝型油菜的开花和种子发育过程中起重要作用。4.SA处理后，防御素基因在茎、花蕾、角果中的表达量有不同程度的上调，但在叶中，防御素基因的表达下调，防御素基因在根中表达无明显变化，表明SA可以影响防御素基因的表达水平。