四個玉米逆境響應(yīng)蛋白激酶在轉(zhuǎn)基因擬南芥中的亞細胞定位.pdf

1、本實驗室從玉米中克隆得到四個與逆境相關(guān)的蛋白激酶基因(ZmSPKl，ZmPtil，ZmASKl，ZmSIMKl)，受到鹽、甘露醇、脫落酸及低溫等脅迫因子誘導(dǎo)時表達上調(diào)，表明它們可能參與逆境信號傳導(dǎo)過程。為了進一步研究它們在體內(nèi)的功能，我們利用生物信息學(xué)方法初步分析了它們在胞內(nèi)可能的定位情況，然后利用綠色熒光蛋白基因gfp作為報告基因，構(gòu)建融合基因的植物表達載體，采用花粉浸醮的方法，通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)入模式植物擬南芥中，觀察其在擬南芥細胞內(nèi)

2、的定位，結(jié)果如下： 利用生物信息學(xué)軟件分析ZmPtil、ZmASKl、ZmSIMKl和ZmSPKl的初級結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)ZmPtil和ZmASKl的N末端都具有線粒體前導(dǎo)序列，均為可溶性蛋白，推測它們可能定位于線粒體基質(zhì)內(nèi)。ZmSIMKl和ZmSPKl定位情況較為復(fù)雜，初步推測它們可能是定位于細胞質(zhì)和細胞核內(nèi)。 構(gòu)建了以35S啟動子驅(qū)動的四個融合蛋白ZmX-GFP和游離GFP的植物表達載體pGZmX-GFP和p

3、G35s-GFP。轉(zhuǎn)入擬南芥中均篩選得到穩(wěn)定轉(zhuǎn)化株系，用體式熒光顯微鏡觀察它們在組織器官內(nèi)的熒光信號，發(fā)現(xiàn)它們在根尖、莖尖等幼嫩組織內(nèi)表達量高。 激光共聚焦熒光顯微鏡觀測結(jié)果表明，融合蛋白ZmPtil-GFP的熒光信號主要分布在細胞質(zhì)中，且分布不均勻，推測該蛋白激酶為可溶性蛋白，定位在特定的細胞器內(nèi)。結(jié)合生物信息學(xué)分析及該細胞器大小，我們推測定位于線粒體內(nèi)。融合蛋白ZmSPKl-GFP的熒光信號的分布與游離GFP對照相似

4、，在細胞基質(zhì)及細胞核內(nèi)均可見。但是與單獨表達GFP的對照相比，融合蛋白ZmSPKl-GFP在核內(nèi)信號更強。據(jù)此，我們推測ZmSPKl是可溶性蛋白，定位在核內(nèi)。 由于未得到熒光表達較強的轉(zhuǎn)ZmSIMKl融合基因和轉(zhuǎn)ZmASKl融合基因的株系，無法進行這兩個基因產(chǎn)物的精細定位。 蛋白質(zhì)的細胞區(qū)域分布是其功能體現(xiàn)的一個方面，通過本實驗的研究為進一步研究它們在逆境信號傳遞中的作用，及其在植物體內(nèi)可能的生物學(xué)功能奠