番茄組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶基因SlHAG14的克隆及功能研究.pdf

1、組蛋白乙酰化是通過(guò)一組稱為組蛋白乙?；福℉ATs）和組蛋白去乙化酶（HDACs）作用于組蛋白賴氨酸殘基的ε的氨基的酶進(jìn)行的可逆過(guò)程?；谂c其他真核HATs和結(jié)構(gòu)域組成的同源性，目前將植物HAT分為四組：（i）具有乙?；D(zhuǎn)運(yùn)載體（HG1）結(jié)構(gòu)域（PF00583）（AT1）的HAG包括GCN5-，ELP3-，HAT1樣乙酰轉(zhuǎn)移酶;（ii）具有MYST（MOZ-YBF2/SAS3-SAS2-TIP60）結(jié)構(gòu)域的HAM;（iii）與p300/

2、CREB結(jié)合蛋白相似的HAC;（iv）與TATA結(jié)合蛋白相關(guān)因子（TAFII250）家族有關(guān)的HAF。預(yù)期擬南芥基因組分別編碼屬于GCN5，HAT1和ELP3家族的三種HAG，AtHAG1，AtHAG2和AtHAG3。ELP3是催化亞單位，含有C-末端組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（HAT）結(jié)構(gòu)域和類似于硫磺（Fe-S）基S-腺苷甲硫氨酸（SAM）結(jié)構(gòu)域的N-末端富含半胱氨酸的基序。單獨(dú)的ELP3具有固有的HAT活性，能夠乙?；兴膫€(gè)組蛋白，而六亞

3、基全長(zhǎng)伸長(zhǎng)劑主要乙?；M蛋白H3的賴氨酸-14和組蛋白H4的賴氨酸-8。AtHAG3/AtELP3是保守的Elongator HAT復(fù)合物的成員，其在轉(zhuǎn)錄延伸期間與RNA Pol II相互作用，并且在器官生長(zhǎng)期間在細(xì)胞增殖中起作用。此外，AtHAG3可以調(diào)節(jié)植物對(duì)ABA的反應(yīng)，抗氧化應(yīng)激和花青素生物合成。擬南芥延伸酶還調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素信號(hào)基因SHY2/IAA3，生長(zhǎng)素流入載體LAX2，乙烯信號(hào)傳導(dǎo)，茉莉酸信號(hào)和非生物脅迫。此外，AtHAG3的

4、RNAi株系對(duì)農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化具有抗性。番茄基因組編碼26個(gè)與HAG組相似的蛋白質(zhì)。鑒于廣泛的表達(dá)值，我們將番茄HAG分為低，中，高表達(dá)。
　　在番茄中，AtHAG1/AtGCN5，AtHAG3和AtMCC1最接近的同源物分別是S1HAG1，S1HAG14和S1HAG12。AtHAG3參與轉(zhuǎn)錄延伸，細(xì)胞增殖，葉軸發(fā)育，幼苗和根生長(zhǎng)，AtMCC1參與開花時(shí)間和減數(shù)分裂。AtHAG3（ELP3）在擬南芥參與ABA反應(yīng).
　　本文

5、利用生物信息學(xué)定性分析我們得到了一個(gè)番茄轉(zhuǎn)錄因子SlHAG14(Solyc03g110910)基因。SlHAG14蛋白屬于番茄組蛋白乙?；福℉ATs）HAGs家族的B類，與ELP3協(xié)同參與組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶延伸子復(fù)合體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄延伸過(guò)程。番茄SlHAG14與擬南芥乙酰轉(zhuǎn)移酶基因AtHAG3具有較高的同源性。通過(guò)qRT-PCR預(yù)測(cè)其組織表達(dá)模式特異性以及該基因(T1代)的幼苗對(duì)多種激素相關(guān)性、非生物脅迫相關(guān)性的實(shí)驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)表型下的生理生

6、化指標(biāo)做更明確的定性分析。研究中，我們可知SlHAG14基因在野生型番茄不同組織和發(fā)育階段的表達(dá)量特異在果實(shí)。利用RNAi技術(shù)，我們構(gòu)建了SlHAG14基因的沉默載體，進(jìn)而通過(guò)農(nóng)桿菌侵染轉(zhuǎn)化得到了番茄轉(zhuǎn)基因植株以及陽(yáng)性篩選和鑒定。通過(guò)RT-qPCR來(lái)鑒定SlHAG14基因在轉(zhuǎn)基因番茄陽(yáng)性植株中的表達(dá)，我們選取沉默效率最好的三個(gè)株系RNAi-1，RNAi-5和RNAi-10（效率約為80-85％左右）用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。本研究結(jié)果表明，沉默Sl

7、HAG14基因提高番茄果實(shí)總類胡蘿卜素含量。組織表達(dá)模式分析表明SlHAG14基因可能參與果實(shí)成熟過(guò)程；并且沉默SlHAG14基因表達(dá)受乙烯的誘導(dǎo)。目前本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)基因（T1代）幼苗與 ABA敏感性在濃度高抑制SlHAG14基因表達(dá)，表明SlHAG14基因可能參與ABA響應(yīng)。番茄轉(zhuǎn)基因（T1代）幼苗與激素（GA3，MeJA）以及鹽脅迫的敏感性相對(duì)不明顯。研究中可知一部分番茄SlHAG14基因生物學(xué)功能，所需要進(jìn)一步深入研究使能夠