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S受体激酶信号传导因子SSP和MLPK编码基因的克隆与序列分析

赵永斌  
【摘要】:杂种优势在农业生产中的广泛应用,促使在自交不亲和(SI)研究领域不断涌现出新的科研成果,对于孢子体自交不亲和反应机理的研究,芸薹属植物无疑是研究最多、机理最为清楚的一类作物。继发现并阐明了由S-locus基因编码的引发SI信号传导途径的功能因子及其功能之后,又先后发现了几类与SI信号传导途径相关疑似为该途径下游组分的蛋白质,对其功能的研究已经取得了一定的成果,但尚有很多问题亟待解决。目前普遍认为,当具有相同单倍型时,来自花粉中的半胱氨酸富含蛋白SCR/SP11与柱头上的跨膜蛋白SRK相互识别,启动SRK自磷酸化反应,从而引发SI信号传导过程,而SRK下游信号由ARC1、THL1/THL2、MOD等因子传递,最终导致花粉不能在柱头上萌发。2003年,吴能表博士从自交不亲和甘蓝中分离出一分子量为22.2KD未知蛋白,2004年Murase在芜菁中发现了MLPK蛋白,他们虽然功能还不很清楚,但无疑为自交不亲和机理的研究提供了新的内容。本研究以西南农业大学繁育的高度自交不亲和的甘蓝E1为试验材料,采用PCR、RT-PCR以及3'RACE方法克隆了SSP和MLPK基因的核DNA与cDNA序列,并利用生物学软件对其序列进行分析,利用生物信息学方法预测和探讨了蛋白质的结构和功能,以期为芸薹属植物自交不亲和性的分子机理的研究提供新的内容。主要工作与结果如下: 1.SSP基因的克降与序列分析 以甘蓝的基因组DNA和柱头总RNA为模板,采用3'RACE和PCR技术扩增SSP核DNA和cDNA。对目的片段进行回收、克隆并测序。序列分析表明,获得的SSPcDNA序列片段长度为825bp,核DNA序列片段长度为778bp,序列比对时发现SSP包含一个由654个碱基组成的外显子,没有发现内含子,编码217个氨基酸。BLAST同源性搜索显示,发现与SSP同源的核苷酸序列很少。但SSP核苷酸序列与拟南芥肽酶M28家族蛋白的核苷酸序列相似性最高达到67%,而SSP氨基酸序列同样也与拟南芥肽酶M28家族蛋白的氨酸序列相似性最高达到62%,其与水稻肽酶蛋白的序列相似性达到41.8%,与拟南芥谷氨酸羧肽酶的序列相似性达到40%。对甘蓝SSP氨基酸序列进行保守结构域搜索,结果表明SSP中含有一个TFR_dimer(Transferrin receptor-like dimerisation domain)结构域,但没有发现M28家族所具有的HEXXH


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