拟南芥MATE家族成员AtDTX18的功能研究

【摘要】： 和其它生物体一样，植物体合成和积累各种次生代谢物。这些物质对于植物生长发育和防御病虫害等有着重要的作用。然而，次生代谢物在植物细胞中过多的积累对于细胞来说是一种毒害。因此，处理和解毒这些有毒化合物就变得十分必要。 在模式植物拟南芥中存在一个具多药物和有毒化合物转运功能的MATE基因家族，该家族有56个成员，其中有一些成员已被鉴定具有多药物和有毒化合物转运功能。 本研究以其中一个成员AtDTX18为对象，进行了功能研究，得到的结果如下： 1．采用分子克隆的方法将AtDTX18的cDNA克隆到pMD18-T载体上，测序结果显示其序列与AGI预测的序列一致。该基因位于第3条染色体上，编码一个具有469aa的蛋白。结构分析表明其具有MATE家族的共同特征，即具有12个跨膜结构域。 2．把AtDTX18亚克隆到pTrc99A载体上构建重组表达质粒．重组质粒电转化至细菌突变株KAM3，经IPTG诱导表达，在含有100μg/mL小檗碱、0.45～0.75mol/L TMAC1、3mmol/L IAA的培养基上观察到KAM3生长减弱。结果表明AtDTX18蛋白具有向胞内转运小檗碱、TMAC1、IAA或者其类似物的活性。 3．通过PCR的方法从拟南芥基因组中扩增到AtDTX18的启动子序列，构建到双元表达载体pBI101.2上，通过农杆菌介导的方法转化拟南芥，然后对转基因植株用GUS底物进行组织化学显色分析。结果表明：AtDTX18在叶片中特异表达，并且表达量受伤害诱导，在伤害处理的叶片中AtDTX18的表达量开始增加。 4．通过半定量RT-PCR的方法进一步证实，伤害处理后的野生型叶片中AtDTX18的mRNA量有明显的提高。 5．结合生物信息学的分析，发现该基因的表达量受到伤害、MJ和真菌的诱导，推测AtDTX18参与MJ有关的植物抗病信号途径。其生理功能可能是转运该抗病途径中的某种次生代谢物。