MaMATE1基因功能的初步研究.pdf

1、MATE(multidrug and toxic compound extrusion family,多藥物和有毒化合物排出家族)屬于次級轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族,是生物中5類解毒輸出轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族之一,具有轉(zhuǎn)運(yùn)氨基葡糖、陽離子染料、多種抗生素和藥物的作用。在植物中對MATE研究很少,僅證實該基因家族對檸檬酸和花青素、類黃酮、黃連素等次級代謝產(chǎn)物的具有轉(zhuǎn)運(yùn)作用。
　　 我們從香蕉果實的cDNA文庫中獲得了香蕉(Musa acuminata L

2、.AAA.group cv.Brazilian)的一個MATE基因,命名為MaMATE1。生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn),MaMATE1具有MatE結(jié)構(gòu)域和12個跨膜區(qū),屬于MATE家族成員。和葡萄、擬南芥、煙草等植物中同源基因的進(jìn)化距離較近。采用RT-PCR的方法進(jìn)行組織特異性分析發(fā)現(xiàn)MaMATE1在香蕉的根,花和果實中的表達(dá)量較高,葉中表達(dá)量較低,說明MaMATE1在這些器官中所發(fā)揮的作用可能存在差異。我們將MaMATE1構(gòu)建到35S啟動子驅(qū)動

3、的植物表達(dá)載體pCAMBIA-1304中,利用基因槍轟擊洋蔥表皮細(xì)胞,觀察到MaMATE1-GFP融合蛋白主要定位在細(xì)胞膜上。
　　 在香蕉果實采后的自然成熟過程中,MaMATE1的mRNA水平在采后4d時達(dá)到高峰后急速降低。外源乙烯能誘導(dǎo)其表達(dá)水平大幅度提高;用1-MCP處理能降低其表達(dá)水平。以上實驗說明,MaMATE1與香蕉果實成熟有關(guān)。并且根據(jù)文獻(xiàn)報道推測,該基因可能與采后果實成熟前期的物質(zhì)運(yùn)輸。
　　 在香蕉苗非

4、生物脅迫實驗中,MaMATE1基因在香蕉葉片中的差異表達(dá)情況如下:香蕉苗受到干旱、傷害脅迫后,MaMATE1基因呈下調(diào)表達(dá);在紫外(UV-B)脅迫、NaCl、低溫、乙烯利處理下該基因則被誘導(dǎo)表達(dá);在高濃度的環(huán)丙唑脅迫處理下,該基因的表達(dá)量沒有出現(xiàn)變化。其中在紫外輻射脅迫中,香蕉苗的總黃酮變化趨勢與該基因在趨勢大體一致。
　　 為了研究該基因在非生物脅迫下香蕉根部的表達(dá)差異情況,我們對香蕉苗水培條件、水培營養(yǎng)液配方及水培苗前處理條

5、件進(jìn)行了篩選和改良。香蕉水培苗在NaCl脅迫、重金屬Al3+、Mn2+脅迫、缺鉀、缺磷脅迫,以及高濃度辛硫酸脅迫下,該基因的表達(dá)被誘導(dǎo)上調(diào),而在干旱脅迫下調(diào)表達(dá)。MaMATE1對淹水脅迫下沒有應(yīng)答。
　　 為了驗證該基因功能,我們將MaMATE1插入到pYES2.0的酵母表達(dá)載體上,轉(zhuǎn)化尿嘧啶缺失釀酒酵母菌株。在NaCl、紫外輻射、NaHCO3、低溫、重金屬.Al3+、Mn2+脅迫實驗中,MaMATE1轉(zhuǎn)基因酵母均表現(xiàn)出脅迫抗性