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eIF-5A与DHS功能研究及应用

时广红  
【摘要】: 脱氧羟腐胺赖氨酸合酶(Deoxyhypusine Synthase,DHS)在植物,哺乳动物和酵母细胞中普遍存在,参与真核翻译起始因子eIF-5A(eukaryotic initiationfactor-5A)的翻译后活化。eIF-5A是目前发现的DHS唯一底物,二者功能密不可分。在人与酵母中已有众多对eIF-5A及DHS的研究,表明eIF-5A具有多重生物学功能,参与细胞增殖、蛋白质翻译、mRNA降解、细胞周期的转化及细胞衰老等,但确切功能还不清楚。植物中仅有的少数研究及我们前期工作均发现,抑制拟南芥、烟草等DHS表达,植株表现出抗旱、耐冷与耐盐碱的特征。推测DHS与eIF-5A可能参与调控逆境中植物衰老。本研究试图对该推测进行验证,对拟南芥中DHS和各eIF-5A成员的表达特征进行研究,以便研究DHS及eIF-5A各成员在植物中的生物学功能。研究内容包括拟南芥DHS与三个eIF-5A不同成员的突变体鉴定,用DHS与三个eIF-5A的启动子驱动GUS在转基因拟南芥中表达来研究几个基因的表达特征。初步探索了DHS与eIF-5A在植物中的生物学功能,并试图验证是否抑制植物DHS表达水平可以作为植物遗传改良的新途径。本研究已取得如下相关研究进展: 1.分离了杨树DHS和拟南芥DHS和3个eIF-5A基因的启动子,并且构建了由这些启动子驱动GUS基因的表达载体,转化拟南芥,并得到了转基因拟南芥植株种子。为研究这四个基因的表达特异性和作用机制奠定基础。 2种植eIF-5A2和eIF-5A3拟南芥突变体,经表型观察和PCR鉴定,表明我们已经取得了eIF-5A2和eIF-5A3的拟南芥突变体株系,在正常生长条件下,突变体和野生型没有差异,在干旱胁迫条件下,突变体表现为抽薹滞后,且表现出较强的抗逆性,叶绿素降解延缓。表明eIF-5A基因确实与细胞衰老有密切关系,有可能是细胞衰老途径中关键的蛋白物质。 3我们的前期研究中已经获得了转反义DHS基因的表达载体,本研究用该载体对林木模式植物一杨树进行农杆菌介导的遗传转化,现已获得51株反义DHS基因转化的PCR阳性杨树苗。对转基因苗进行干旱,盐,叶离体培养处理,观察其叶绿素含量变化,通过该研究探索DHS基因在植物中进行遗传改良的可能性与途径.


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