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本氏烟泛素延伸蛋白基因的功能分析

宋晓毅

   泛素(ubiquitin)是在生物中普遍存在的一种由76个氨基酸组成的小分子量蛋白。它通过对靶标蛋白进行泛素化修饰,在26S蛋白酶体的作用下将靶标蛋白降解,或通过与包含各种泛素结合结构域(ubiquitin binding domain)的蛋白的互作调节蛋白的细胞定位、活性以及蛋白的相互作用,从而参与各种生物学功能的调控。泛素延伸蛋白(ubiquitin extension protein,UEP),是氨端一个泛素分子和羧端一个核糖体蛋白分子的融合蛋白。泛素延伸蛋白在植物生物学功能中的调控作用及其作用机理还不清楚。本研究克隆了一个本氏烟(Nicotianabenthamiana)泛素延伸蛋白基因,采用病毒诱导的基因沉默(virus induced genesilencing,VIGS)和超表达等多种调节基因表达的技术方法研究了其对本氏烟生长发育、细胞坏死、抗病性和抗逆性等重要生物学功能的调控作用及其作用机理,获得以下主要结果: 1.采用RT-PCR方法克隆了一个本氏烟泛素延伸蛋白基因NbUEP。NbUEPcDNA编码区长471 bp。NbUEP蛋白为氨端76个氨基酸的泛素分子和羧端80个氨基酸的s27a 40s类核糖体蛋白分子的融合蛋白。NbUEP与烟草(Nicotianatabacum)UEP基因TUQG3(AJ223329)和本氏烟的一个UEP基因(AY912494)的核苷酸序列同源性最高,一致率分别达96%和91%,分别只有15个和42个核苷酸不同。 2.分析了病害抗性诱导剂处理以及病原物接种对NbUEP基因表达的影响。病害抗性诱导剂BTH、SA和乙烯丰处理以及菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)和黑胫病菌(Phytophthora parasitica var.nicotianae)接种改变了NbUEP基因及其单体NbUBI和NbRLP基因在本氏烟植株中的表达,其中NbUEP基因及其单体NbUBI基因在各种处理后表达改变的动态都很相似。 3.采用烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)诱导的基因沉默技术分析了NbUEP基因在本氏烟生长发育、坏死和抗病性等方面的生物学功能。发现,NbUEP及其NbUBI序列的基因沉默处理导致植株迅速产生坏死,处理后7-8天导致全株死亡;而NbRLP的沉默处理不导致系统性坏死,但严重抑制了植株的生长和发育,新生叶不能完全扩展,畸形,并完全阻止了Avr4/Cf-4介导的过敏性坏死反应的产生。 4.采用瞬时超表达技术分析了NbUEP基因在本氏烟细胞坏死、抗病性及耐盐性等方面的生物学功能。发现,NbUEP基因的超表达导致强烈的本氏烟细胞坏死,但其单体基因NbUbi和NbRLP的超表达则不影响本氏烟细胞坏死。NbUEP基因及NbUbi和NbRLP的超表达增强了本氏烟对黑胫病菌的抗性,但对菌核病菌的抗性没有显著影响。此外,高浓度NaCl抑制了NbUEP超表达介导的细胞坏死。NbUEP及其NbUbi和NbRLP的超表达降低了本氏烟的耐盐性。 综上所述,NbUEP基因可能通过其单体产物NbUbi和NbRLP在植物生长发育、细胞坏死、抗病性和抗逆性等重要生物学功能中起重要调控作用。……   
[关键词]:泛素延伸蛋白;泛素;核糖体蛋白;坏死;抗病性;耐盐性;本氏烟;Cf;Sclerotinia sclerotiorum;Phytophthora parasitica var. nicotianae
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2008年