兩個大豆蛋白GmSBP基因的特征、亞細胞定位及其對非生物脅迫的響應(yīng).pdf

1、植物通過光合作用合成的蔗糖及其它碳水化合物被運送到各組織器官，調(diào)控基因表達或者自身生理代謝過程。蔗糖在植物體中的分配方式會對植物生長發(fā)育產(chǎn)生重大影響。蔗糖的跨膜運輸及其在植物中的分配需要依賴于膜上的蔗糖轉(zhuǎn)運載體。蔗糖結(jié)合蛋白最初被發(fā)現(xiàn)是在子葉中，它與蔗糖類似物6-脫氧-6'（4-疊氮-2羥基）-苯甲酰氨基-蔗糖有強親和力，其能競爭性的抑制放射性標記的蔗糖從大豆子葉進入細胞原生質(zhì)體。蔗糖結(jié)合蛋白屬于貯藏蛋白家族，能獨立轉(zhuǎn)運蔗糖。大豆種子富

2、含高蛋白(約40％)和高油脂（約20％），并且在種子發(fā)育成熟及貯藏過程中常會遇到高溫高濕等非生物脅迫，從而導(dǎo)致種子劣變。
　　通過差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)蔗糖結(jié)合蛋白在高溫高濕脅迫下在種子田間劣變抗性品種湘豆3號發(fā)育種子中呈下調(diào)表達。為進一步從分子水平了解GmSBP基因表達以及響應(yīng)高溫高濕脅迫的特性，本研究在鑒定出大豆種子田間劣變抗性不同品種的基礎(chǔ)上分離得到兩個大豆蔗糖結(jié)合蛋白基因:GmSBP2與GmSBPL，并對其進行了生物信息學(xué)

3、和表達模式分析，通過構(gòu)建GmSBP∶GFP融合載體，對GmSBP蛋白進行亞細胞定位研究。
　　GmSBP2基因的ORF全長1467 bp，編碼489個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，為親水性蛋白。亞細胞定位預(yù)測定位在細胞膜和細胞質(zhì)中。GmSBPL基因ORF全長為1512 bp，編碼504個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，為親水性蛋白。亞細胞定位預(yù)測定位在細胞膜和細胞質(zhì)中。本實驗通過組織特異性表達分析發(fā)現(xiàn)，GmSBP2和GmSBPL基因在根、莖、葉、花、幼

4、莢中都能表達，其中在莖中兩個品種基因表達量均很低，在花、葉中兩個品種表達量都比較高。通過對不同發(fā)育進程的基因表達分析發(fā)現(xiàn)，在大豆不同衰老程度的葉片中，GmSBP2和GmSBPL基因在寧鎮(zhèn)1號和湘豆3號中葉表達量均很高，在幼葉中表達量偏低，在湘豆3號植株中表現(xiàn)尤其明顯。而在種子發(fā)芽過程中，GmSBP2和GmSBPL基因在兩個品種中整體均呈現(xiàn)下降趨勢。在種子發(fā)育過程中，寧鎮(zhèn)1號和湘豆3號兩個品種中GmSBP2和GmSBPL基因的表達量均呈現(xiàn)

5、先上升后下降趨勢，在花后30d左右基因表達量達到峰值。在高溫高濕條件下，種子田間劣變不抗品種寧鎮(zhèn)1號和抗性品種湘豆3號發(fā)育種子中GmSBP2和GmSBPL基因均受高溫高濕脅迫誘導(dǎo)，也會導(dǎo)致種子中蔗糖和可溶性糖含量變化。在寧鎮(zhèn)1號和湘豆3號兩個品種中，GmSBP2和GmSBPL基因?qū)λ姆N激素均有響應(yīng)，其中GmSBP2基因?qū)A響應(yīng)最強烈。亞細胞定位實驗結(jié)果表明，該融合蛋白定位在細胞質(zhì)和細胞膜上。推測GmSBP2和GmSBPL基因編碼的產(chǎn)物