烟草中叶绿体分裂相关基因ftsZ cDNAs的克隆及其在E.coli中的表达

【摘要】： 烟草是进行植物分子生物学研究的理想的模式材料。本论文应用 RT-PCR方法从烟草叶片中克隆了两个质体分裂相关基因NtFtsZ1和 NtFtsZ2的cDNAs，其中NtFtsZ2未见报道，其全长1242bp，含一完 整的ORF，编码产物为413个氨基酸，该序列已在GenBank中注册 （accession No.AF205858）。经过序列同源性分析表明，二者编码的 蛋白具有FtsZ蛋白的典型特征，均含有FtsZ蛋白共有的两个氨基酸 保守区，以及与tubulin类似的GTP结合位点；同时，NtFtsZs还含 有植物FtsZ所特有的N端突出肽链。氨基酸和核酸序列的比较可将植 物中发现的FtsZ分为两个小的基因家族，我们所克隆的两个烟草FtsZ cDNAs推测均属于含质体导肽的FtsZ1家族。质体导肽分析表明，与 已知具质体导肽的拟南芥AtFtsZ1-1和PsFtsZ基因比较，四者编码的 FtsZ蛋白在N端均具有明显的质体导肽的序列特征，由此我们认为在 高等植物中可能至少存在两种具有质体导肽的ftsZ基因，基于几种原 核和真核FtsZ蛋白的分子谱系分析也支持这一推测。这些发现预示着 质体的分裂机制可能更为复杂，同时也将有助于我们对高等植物中质 体分裂机制及ftsZ基因作用方式的深入认识。 为了进一步鉴定NtFtsZ1和NtFtsZ2的功能，分别将其构建到表 达载体上并进行了原核表达，通过表型观察发现，两个外源ftsZ基因 的表达明显影响了宿主大肠杆菌的正常生长，与原核ftsZ基因表达的 结果类似，从而初步验证了所得基因的功能。