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水通道蛋白(Aquaporins, AQPs)是广泛存在于原核和真核生物细胞膜上专门运输水的特异蛋白孔道。植物水通道蛋白是一个超家族,到目前为止,在多种植物中都发现了AQPs并得到了克隆。根据氨基酸序列同源性和亚细胞定位将其划分为4个大类：质膜内在蛋白、液泡膜内在蛋白、根瘤菌周膜上的NOD26类似的内在蛋白以及一类小分子碱性内在蛋白。植物水通道蛋白在水分调节以及各种生理反应,如水分的运输、渗透调节、生长发育、细胞生长和生物胁迫反应等方面起着重要作用。在已有的研究基础上,从蜡梅花cDNA文库中克隆了2个蜡梅水通道蛋白基因(CpAQP1和CpAQP2),并对2个基因的编码蛋白进行生物信息学分析以及功能预测。通过构建植物表达载体,利用根癌农杆菌介导的叶盘法转化烟草,对转基因烟草进行胁迫研究,分析蜡梅水通道蛋白在胁迫下的功能。主要研究结果如下：1.CpAQPI和CpAQP2及编码蛋白的生物信息学分析在已构建的蜡梅花cDNA文库及EST分析的基础上,通过对文库cDNA克隆全长测序,得到了2个蜡梅水通道蛋白基因,命名为CpAQPI、CpAQP2(GenBank登录号为：GU433105、GU433106)。cDNA全长分别是1154、1131 bp,最大ORF分别是810、975 bp,编码氨基酸分别为269、324个,均无内含子存在。聚类分析和同源性比对表明,CpAQPI蛋白基因属于TIPs亚族类,CpAQP2蛋白基因属于PIPs亚族类,都具有高度保守的MIP家族结构域；CpAQPI具有6个跨膜结构域,N-末端和C-末端都在细胞内,而CpAQP2具有7个跨膜结构域,N-末端在细胞内,C-末端在细胞外；利用NetPhos2.0对2个蛋白进行磷酸化位点预测,在蛋白CpAQP1的C-末端发现了丝氨酸位点(Ser-228),在CpAQP2的C-末端丝氨酸位点(Ser-240),并且两个蛋白的丝氨酸位点较多,这可能在植物胁迫和亚细胞定位中起着重要作用。2.植物表达载体构建将该基因的cDNA编码序列连接到植物表达载体pCAMBIA2301g中,通过PCR验证和XbαⅠ和SacⅠ双酶切验证,成功构建了CpAQP1和CpAQP2基因的植物表达载体pCAM-CpAQP1和pCAM-CpAQP2,为进一步通过转基因技术研究该基因的功能奠定了基础。3.烟草的遗传转化利用根癌农杆菌介导的叶盘法将转入植物表达载体pCAM-CpAQP1和pCAM-CpAQP2的农杆菌分别导入野生烟草植株基因中,通过GUS染色、Km抗性筛选和转化烟草DNA PCR扩增,获得转基因植株含CpAQP1基因的有9株、含CpAQP2基因的有8株。4.转基因植株的胁迫研究通过0.25 mol/L的NaCl的盐溶液和20%的PEG6000模拟干旱处理转基因植株和野生对照烟草植株,观察其表型(萎蔫状况)出现的差异,同时对胁迫后植株的恢复状况进行观察分析。转基因植株较野生对照植株的抗盐胁迫能力和抗干旱胁迫能力强,说明基因CpAQP1和CpAQP2是以结构蛋白存在于植株细胞中的,在植物处于胁迫状态下具有维持体内水分平衡、防止渗透伤害等重要作用,初步判定这2个基因对盐胁迫和干旱胁迫具有一定的适应性。