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植物在抗逆过程中,通过利用避逆性、御逆性和耐逆性来维持其生理活动,其中牵涉了各种生理生化过程。在基因表达调控方面,多不饱和脂肪酸氧化物具有重要作用。脂肪酸有三种氧化途径,α-、β-和ω-氧化,而脂肪酸α-双加氧酶催化长链脂肪酸的α-氧化的起始步骤,并参与植物抗菌和其他病原菌反应。拟南芥中克隆出了相关的两个拷贝,DOX1和DOX2。
为了进一步阐明DOX生物学功能以及参与植物抗病机理,本论文开展了如下研究:
1.通过RT-PCR获得DOX1完整的CDS,并将其构建入原核表达载体pMAL-c4x获得重组质粒pMAL-DOX1。在BL21(DE3)-RIPL codon+进行表达,并利用Amylose Resin亲和层析柱纯化。SDS-PAGE结果表明,重组融合蛋白以可溶性为主,占总蛋白约3.7%,亲和纯化的DOX1纯度可达45%。愈创木酚法表明可溶性重组蛋白不具有过氧化物酶活性;2,4-DNP法测试表明可溶性重组蛋白具有脂肪酸双加氧酶活性。
2.由于构建好的pGEX-DOX1表达蛋白大部分为包涵体,因此选择割胶法进行纯化。以纯化的蛋白作为抗原对小鼠进行免疫,最终制备出了多克隆抗体。Western blot结果显示,人工抗原引起了机体免疫应答。
3.蛋白质分子的功能与其在细胞内的定位密切相关,同时也决定了分子功能的特异性,为了研究DON的亚细胞定位,本实验成功构建了与GFP融合的DOXl和DON2的植物表达载体pBI121-DOX1-GFP和pBI121-DO22-GFP,通过花器浸蘸法和喷雾法转化获得了T0代种子,为后续工作做好了准备。
4.通过对突变体种植发现,DON1受环境刺激的影响大于DOX2,而DOX2突变影响了拟南芥植株的生长发育状况。
上述研究的开展为DON1和DOX2的亚细胞定位研究及其参与植物抗逆及发育过程的作用机制奠定了基础。