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过量表达小分子热激蛋白对番茄耐热性的影响

王义菊  
【摘要】:小分子热激蛋白(sHSPs)是热激蛋白家族中的一类分子量约在15-30KD 的热激蛋白,它们在植物的耐热性中起着重要作用。在正常生长状况下,大多数sHSPs 在植物组织中检测不到,而一旦热激诱导,sHSPs 的合成量迅速增加,可提高200 倍以上。某些特殊的sHSPs 在植物生长发育的特定时期也有所表达,这些特定的时期主要指:胚胎发生、花粉粒的发育、种子成熟、种子萌发及果实的成熟过程。 许多体外及体内的研究表明,sHSPs 在细胞中起分子伴侣的作用。作为“分子伴侣”,sHSPs 可以与正在合成的多肽结合,使其正确折叠;能够引导新生肽穿过细胞器膜结构,使蛋白定位于细胞的不同部位。在高温胁迫下,sHSPs 可以阻止热变性蛋白的聚集或阻止不可逆的蛋白变性,或有利于蛋白质在高温胁迫变性之后的复性。 本实验将LeHSP17.6 基因定向克隆于带有组成性表达启动子CaMV35S和NPTⅡ基因(带有卡那霉素抗性基因)的植物表达载体pROKⅡ中,冻融法转化农杆菌LBA4404,利用叶圆盘法对番茄进行Ti 质粒介导的遗传转化。用含卡那霉素的培养基筛选抗性苗。分别提取转基因番茄叶片基因组DNA、RNA 和蛋白质,Southern 杂交结果表明LeHSP17.6 基因已整合进番茄基因组中;Northern 和Western 杂交证明LeHSP17.6 基因已在番茄体内组成型表达。对本实验室已完成的四种转基因(分别为转LeHSP17.6、LeHSP21.3、LeHSP23.8、LeHSP20)番茄进行了46℃热激处理植株6h,高温下花粉的可染性及高温下花粉的萌发实验,并做了相关的分子证据,主要结果如下: 1) 植株的耐热性:将对照及四种转基因番茄植株置于46℃热激处理6h,恢复过夜,第二天观察发现转LeHSP23.8、LeHSP20 基因番茄生长良好,而对照与转LeHSP17.6、LeHSP21.3 基因番茄均死亡。表明LeHSP23.8、LeHSP20 基因导入番茄后显著提高了番茄植株的耐热性,而LeHSP17.6、LeHSP21.3 基因导入番茄后对其耐热性没有显著影响。 2) 花粉粒的可染性:成熟期番茄花用醋酸洋红染色后,在显微镜下观察花粉粒的着色情况,结果显示在最适温度下,对照与转基因番茄花粉粒的可染率没有显著差别。而随着温度的升高,对照与转LeHSP17.6、LeHSP21.3 基因番茄花粉粒的可染率显著下降,到8 月初几乎为零:而转LeHSP23.8、LeHSP20 基因番茄花粉粒的可染率在8 月初仍保持在40%以上。表明LeHSP17.6、LeHSP21.3 基因导入番茄后对花粉的耐热性没有


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