甘薯IbP5CS基因的克隆、擬南芥轉(zhuǎn)化及功能分析.pdf

1、甘薯是我國(guó)最主要的糧食作物之一，其產(chǎn)量大、價(jià)格低，是重要的食品及工業(yè)原料。由于甘薯多種植于貧瘠土地中，產(chǎn)量容易受到非生物脅迫影響，因此對(duì)甘薯相關(guān)抗逆基因功能的研究具有重要的意義?！?-吡咯琳-5-羧酸合成酶（△1-pyrroline-5-carboxylate synthetase，P5CS）是植物進(jìn)行脯氨酸合成的關(guān)鍵酶，許多研究都表明植物P5CS基因與植物抗非生物脅迫能力有著重要聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)過表達(dá)P5CS基因的植株相比對(duì)照其非生物脅

2、迫能力有明顯的提升，轉(zhuǎn)基因植株中的脯氨酸含量也明顯增加。脯氨酸作為一種兼容性小分子在植物體內(nèi)具有滲透調(diào)節(jié)、抗氧化、降低毒性及信號(hào)傳導(dǎo)等功能，當(dāng)植物受到干旱、高鹽和其它非生物脅迫時(shí)脯氨酸能夠快速大量積累，增強(qiáng)植物細(xì)胞抵御逆境脅迫的能力。
　　本研究利用甘薯轉(zhuǎn)錄組和NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中相關(guān)P5CS基因序列，設(shè)計(jì)特異引物，成功克隆得到甘薯的IbP5CS基因，利用相關(guān)生物信息學(xué)軟件對(duì)其進(jìn)行了初步的分析。構(gòu)建IbP5CS基因原核(pET32-P

3、5CS)及真核表達(dá)載體（pYES2-P5CS），分別轉(zhuǎn)化大腸桿菌BL21和釀酒酵母，在大腸桿菌BL21中經(jīng)IPTG誘導(dǎo)表達(dá)IbP5CS蛋白，在非生物脅迫（干旱、高鹽和高溫等）下驗(yàn)證IbP5CS基因在大腸桿菌和釀酒酵母中的相關(guān)功能。結(jié)果表明過表達(dá)IbP5CS基因能夠提升大腸桿菌和釀酒酵母的抗鹽及抗高溫脅迫能力，但是在干旱和堿性脅迫下沒有明顯的增加。為了研究IbP5CS基因在植物中的功能，本研究將pCAMBIA1302-P5CS質(zhì)粒轉(zhuǎn)化農(nóng)桿