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茄子低温响应基因SmICE1的克隆及其功能分析

周露  刘杨  崔群香  陈火英  
【摘要】:[目的]本文旨在探索茄子SmICE1(Inducer of CBF expression 1)基因在低温响应和花青素合成途径中的功能。[方法]以光敏型茄子品种‘蓝山禾线’为材料,通过同源克隆获得SmICE1基因的全长序列,并对其进行生物信息学分析;4℃低温处理4叶期的茄子幼苗,分析SmICE1基因的表达水平;构建植物表达载体PHB-SmICE1-YFP,通过农杆菌介导法在烟草叶片中进行瞬时转化,研究SmICE1蛋白的亚细胞定位;通过农杆菌蘸花法在拟南芥中过表达SmICE1基因,分析转基因植株的耐寒性、生理指标及AtCBF(CRT binding factor)基因表达情况;将PHB-SmICE1-YFP农杆菌和SmCBFpro-LUC农杆菌菌液瞬时共转入烟草细胞中进行双荧光素酶试验;构建诱饵载体SmYABBY-pGBKT7和猎物载体SmICE1-pGADT7转化至酵母感受态AH109中进行酵母双杂交试验;构建植物表达载体SmYABBY-nYFP和SmICE1-cYFP,利用注射法将其农杆菌转化至烟草细胞中进行双分子荧光互补试验。[结果]克隆获得茄子SmICE1基因,其含有1 524 bp的开放阅读框,编码507个氨基酸,预测相对分子质量为54.75×10~3,理论等电点为5.6。多序列比对和进化树结果显示SmICE1与番茄SlICE1同源关系最近。荧光定量PCR表明SmICE1基因的表达受低温诱导。亚细胞定位显示SmICE1蛋白定位在细胞核中。SmICE1蛋白具有转录激活活性,双荧光素酶试验表明SmICE1可以促进SmCBF的表达。在拟南芥中异源过表达SmICE1基因可以增强植株的抗寒性。低温处理后,转基因植物的脯氨酸含量和AtCBF基因的表达量高于野生型,而电解质渗透率低于野生型。酵母双杂交和双分子荧光互补试验表明SmICE1与SmYABBY蛋白存在相互作用。[结论]SmICE1可以诱导SmCBF表达并增加转基因植株的抗寒性,SmICE1与SmYABBY互作可能参与调控茄子花青素生物合成。

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