番茄GRAS轉(zhuǎn)錄因子家族基因SlFSR的克隆及其功能研究.pdf

1、GRAS家族蛋白是植物所特有的轉(zhuǎn)錄因子,通常由400-770個氨基酸殘基組成,羧基端具有LHR I、VHIID、LHR II、PFYRE和SAW等保守的模體,氨基端序列變化較大。GRAS蛋白家族成員眾多,在植物發(fā)育、分生組織維持、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和植物抗病過程中起重要的調(diào)控作用。但大部分GRAS蛋白的功能尚未闡明。
　　果實是人類及動物的食物和營養(yǎng)物質(zhì)的重要來源。番茄作為果實成熟研究的模式植物,具有基因組小、遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟和基因組資源豐

2、富等優(yōu)點。通過對多種番茄果實成熟突變體的研究,極大地豐富了人們對這一復(fù)雜的生理生化變化過程的理解。
　　本研究通過檢索PlantTFDB和NCBI數(shù)據(jù)庫,共獲得了51個番茄GRAS家族基因。采用Neighbor-Joining法進行進化樹分析,將GRAS家族成員分為SHR、SCR、SCL9、PAT1、SCL3、DELLA、SCL4/7、Ls和HAM等九個亞家族。將GRAS家族基因序列與番茄基因組數(shù)據(jù)庫進行比對,發(fā)現(xiàn)各基因主要分布在

3、12條染色體兩端,且都為單拷貝。在TIGR數(shù)據(jù)庫中選取了6個cDNA文庫用于檢索預(yù)測基因的EST序列,并進行電子表達譜分析,發(fā)現(xiàn)SlFSR基因可能在果實成熟過程中特異表達。
　　SlFSR基因是SHR亞家族成員,位于7號染色體上,編碼429aa的蛋白質(zhì)。通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn),SlFSR蛋白質(zhì)序列含有多個潛在的Ser/Thr磷酸化位點和Tyr磷酸化位點,在植物體內(nèi)其生物活性可能受蛋白翻譯后修飾的調(diào)控。SlFSR基因啟動子上還含多個

4、植物激素應(yīng)答元件及3個潛在的RIN結(jié)合位點。
　　采用Real-time PCR技術(shù)分析SlFSR基因在各組織中的表達水平,結(jié)果表明SlFSR基因具有果實成熟特異的表達模式。SlFSR基因的表達水平在Nr突變體果實中受到抑制,而在rin突變體果實中幾乎不表達,且其表達可受外源乙烯誘導(dǎo)。上述結(jié)果表明SlFSR基因可能位于RIN和乙烯信號的下游發(fā)揮作用。
　　我們構(gòu)建了SlFSR基因的RNAi沉默載體,通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化技

5、術(shù)獲得了5個沉默轉(zhuǎn)基因番茄株系。采用Real-time PCR技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因番茄株系果實中SlFSR基因沉默效果。結(jié)果表明,1-4號沉默株系B+4時期的果實中SlFSR基因的沉默效果分別為97.1％、96.6％、94.4％和96.9％。SlFSR基因沉默后抑制了果實中PG、CEL2和TBG4等果壁代謝基因的表達,并提高了番茄果實的耐貯性。但SlFSR基因沉默的轉(zhuǎn)基因果實中PE1基因的表達水平反而要比對照高。上述結(jié)果表明SlFSR基因在番