长叶红砂胚胎晚期富集蛋白RtLEA基因的克隆及功能分析

【摘要】长叶红砂(Reaumuriatrigyna),隶属柽柳科(Tamaricaceae)琵琶柴属(ReaumuriaLinn.),是亚洲中部区东阿拉善-西鄂尔多斯特有种,属我国特有,被列为内蒙古自治区珍稀濒危植物。该植物对盐渍环境具有极强适应性,能够在高盐环境下完成其生活史。胚胎晚期富集蛋白(Lateembryogenesisabundantprotein,LEA)是植物胚胎发育后期在胚胎中大量表达的一类蛋白。它广泛的存在于植物体中,表达量受发育阶段、脱水信号和脱落酸(ABA)的调节。在植物抵御高盐、干旱等逆境时发挥着重要的作用。本实验运用RT-PCR和RACE技术克隆了编码长叶红砂LEA蛋白基因(RtLEA)的全长cDNA序列,该基因全长765bp,包含一个315bp的开放阅读框,编码一个由104个氨基酸组成的蛋白,预测分子量为11.282kDa,等电点为7.92。长叶红砂RtLEA蛋白拥有第五组LEA家族蛋白的特有序列W(A/V)PDP(V/I)TGYYRP。该蛋白含有LEA蛋白的保守结构域pfamLEA-3,根据Battaglia的LEA蛋白分类标准,属于Group5B。系统进化分析显示长叶红砂RtLEA蛋白与柽柳(柽柳科,柽柳属)LEA蛋白的亲缘关系最近。半定量RT-PCR分析结果表明,RtLEA基因的表达受盐、干旱、低温、ABA的诱导。利用SitefindingPCR克隆了该基因的启动子区,序列分析结果显示RtLEA基因5’上游调控区含有响应盐、干旱、低温、ABA等非生物胁迫的顺式作用元件,并且有两个胚乳特异表达元件。为了研究RtLEA基因的异源表达特性,构建了RtLEA基因的原核表达载体PET-32a-RtLEA。对大肠杆菌表达菌株Rosetta进行转化与诱导表达,经过聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,得到了与预期大小一致的融合蛋白。RtLEA蛋白提高了重组菌对高盐、渗透、高温、低温、ABA等非生物胁迫的耐受性。初步证明长叶红砂RtLEA蛋白具有多重抗逆功能。克隆了RtST基因的cDNA全长,该基因全长2232bp,包含一个1962bp的开放阅读框,编码一个653个氨基酸的蛋白质,预测分子量为71.18kDa,等电点为9.25。序列分析显示,RtST蛋白含有硫转运蛋白家族的典型特征,即12个跨膜结构域,C末端和N末端都向着膜内侧,C末端有STAS区。序列中部有硫酸盐结构域。系统进化分析表明,RtST与拟南芥第三亚组的硫转运蛋白的亲缘关系最为接近。
【作者】赵利霞；
【导师】王迎春；
【作者基本信息】内蒙古大学，植物学，2014，硕士
【关键词】长叶红砂；胚胎晚期富集蛋白；基因克隆；功能分析；

【参考文献】
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