桃SnRK1蛋白激酶βγ亞基的克隆以及功能的分析.pdf

1、蔗糖非發(fā)酵-1-相關(guān)蛋白激酶-1(sucrose non-fermenting-1-related kinase1,SnRK1)是植物體內(nèi)生理活動(dòng)調(diào)控樞紐之一，參與調(diào)控植物代謝、發(fā)育以及脅迫應(yīng)答等多個(gè)過(guò)程。SnRK1蛋白激酶是異源三復(fù)合物，是由催化亞基α和調(diào)節(jié)亞基β、γ或βγ組成。目前關(guān)于 SnRK1βγ的研究主要是以擬南芥、玉米和苜蓿等草本植物為試材，而木本植物SnRK1βγ還未見其基因被克隆與鑒定的報(bào)道，其表達(dá)調(diào)控特征及在植物體內(nèi)的

2、生理功能尚不清楚。本文從毛桃中克隆到SnRK1βγ基因，并構(gòu)建正義表達(dá)載體，成功轉(zhuǎn)化擬南芥，初步研究PpSnRK1βγ基因的功能，主要結(jié)果如下：
　　1.桃基因組中的 ppa004800m和 ppa004966m屬于 SnRK1βγ基因，本試驗(yàn)克隆PpSnRK1βγ1(ppa004800m)和 PpSnRK1βγ2(ppa004966m)，其 cDNA分別為1476bp和1452bp，編碼492和484個(gè)氨基酸殘基。序列分析表明，

3、PpSnRK1βγ1和PpSnRK1βγ2包含CBM和4個(gè)CBS結(jié)構(gòu)域；系統(tǒng)進(jìn)化樹分析表明，PpSnRK1βγ1與果梅的SnRK1βγ蛋白親緣關(guān)系最近，PpSnRK1βγ2與蘋果SnRK1βγ親緣關(guān)系最近。通過(guò)與其他物種的氨基酸序列進(jìn)行比對(duì)，相似性達(dá)到79.40％。熒光定量 PCR分析表明 PpSnRK1βγ1和PpSnRK1βγ2基因在實(shí)生毛桃的根、莖、葉和‘魯星’油桃的葉、花、果中均有表達(dá)，其中在‘魯星’油桃的果實(shí)中表達(dá)量最高，在實(shí)

4、生毛桃的莖中表達(dá)量最低。PpSnRK1βγ1和PpSnRK1βγ2基因在植物組織中不同部位的表達(dá)水平可能與其參與的植物生理過(guò)程有關(guān)，在植物不同組織器官，基因行使不同的功能。
　　2.構(gòu)建重組質(zhì)粒 p35S::PpSnRK1βγ1，并成功侵染擬南芥，獲得超表達(dá)擬南芥株系A(chǔ)-βγ1。與野生型相比，超表達(dá)PpSnRK1βγ1擬南芥株系中SnRK1活性提高了77.13%。與野生型相比，超表達(dá) PpSnRK1βγ1基因擬南芥株系 A-βγ1

5、的花期比野生型約晚2.19d，蓮座葉數(shù)量比野生型多1.17片/株；葉片的葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白含量均顯著高于野生型擬南芥，分別比野生型提高了13.7%，12.9%和23.3%，但淀粉含量卻沒(méi)有顯著性差異。因此，超表達(dá)PpSnRK1βγ1基因擬南芥株系A(chǔ)-βγ1將獲得更長(zhǎng)的生長(zhǎng)期，獲得較長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)藏時(shí)間。
　　3.在0.1μmol·L-1 MV氧化脅迫條件下，超表達(dá)PpSnRK1βγ1擬南芥植株與野生型種子的萌發(fā)和根系生長(zhǎng)均受

6、到抑制，但前者具有較高的萌發(fā)率和較長(zhǎng)的主根長(zhǎng)；2~8μmol·L-1 MV葉片噴施擬南芥植株葉片，超表達(dá)PpSnRK1βγ1擬南芥植株保留更多的綠色葉片。這說(shuō)明從外在生物學(xué)表型上，超表達(dá)PpSnRK1βγ1擬南芥植株抗氧化能力更強(qiáng)。
　　在2μmol·L-1 MV噴施3h后，超表達(dá)PpSnRK1βγ1擬南芥植株丙二醛(MDA)含量比野生型低40.7%，四種抗氧化酶CAT、SOD、GSTs和POD酶活性均高于野生型植株，說(shuō)明超表達(dá)P

7、pSnRK1βγ1基因能提高擬南芥植株的抗氧化能力。在氧化脅迫條件下，超表達(dá)植株的SnRK1酶活性高于野生型植株，定量PCR結(jié)果顯示，在超表達(dá)PpSnRK1βγ1擬南芥中，脅迫響應(yīng)基因AtHSPRO1和AtHSPRO2的表達(dá)量也均較野生型植株明顯升高。
　　綜上所述，PpSnRK1βγ在桃樹生長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)揮重要的作用，不同組織器官中差異的表達(dá)量與其功能有關(guān)。超表達(dá)PpSnRK1βγ1擬南芥植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)要明顯的強(qiáng)于野生型植株，說(shuō)明Pp