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香蕉是我国华南地区大宗水果水果之一，具有很高的经济价值，但香蕉属冷敏性水果，易遭受冷害。低温冷害导致果实抗病性降低和贮藏期缩短，大大降低了其商品价值。谷氧还蛋白(Grx)是一类广泛存在于原核与真核生物体内的氧化还原调节蛋白。研究发现，Grx在植物生长发育和抗逆境胁迫中起重要作用。本文利用同源克隆和RACE技术从香蕉果实中克隆了谷氧还蛋白Grx基因，分析了香蕉谷氧还蛋白的结构，并对其进行原核表达，探讨了谷氧还蛋白基因Grx在香蕉果实冷害和耐冷诱导中表达特性，为控制香蕉果实冷害提供理论依据。主要研究结果如下:
1.采用同源克隆和RACE技术从香蕉果实中克隆了2个谷氧还蛋白Grx基因全长cDNA，分别命名为MaGrx1，MaGrx2。其中MaGrx1基因全长有749个核苷酸组成，编码136个氨基酸，3-非翻译区(3-UTR)包含有224个核苷酸，5-非翻译区(5-UTR)含有117个核苷酸;MaGrx2基因全长有676个核苷酸组成，编码133个氨基酸，3-非翻译区(3-UTR)包含有211个核苷酸，5-非翻译区(5-UTR)包含有66个核苷酸。基于部分转录组信息，克隆了4个谷氧还蛋白Grx基因的开放读码框（ORF），分别命名为MaGrx3、MaGrx4MaGrx6和MaGrx7，其开放阅读框架长度分别为315bp、315bp、366bp和447bp，编码的氨基酸长度分别为104、104、121和148。
2.生物信息学分析表明，MaGrx1和MaGrx2属于GrxⅠ型，具有典型的活性催化位点CPYC; MaGrx3和MaGrx4属于GrxⅢ型，具有典型的活性催化位点CCxC; MaGrx6和MaGrx7属于GrxⅡ型，具有典型的活性催化位点CGFS。蛋白质三级结构建模结果显示，Grx1，Grx2，Grx3，Grx4都具有典型的Grx蛋白结构，其核心结构为β1α2β2α3β3β4α4，即由4个β折叠构成一个疏水核心，被3个α螺旋包绕形成一种结合紧密的球形蛋白，Grx6三级结构较复杂，形成二聚体，Grx7三级结构较为松散，其结构的稳定性可能需要小分子物质的协助。Grx催化中心CPYC或CCMC或CGFS模体位于β1和α2相连的环处。
3.构建了融合表达载体pET28a-MaGrx2和pET28a-MaGrx7，并分别转化大肠杆菌(Escherichia coli)表达菌株BL21(DE3)进行原核表达，分别得到16.5kDa和18.4 kDa的可溶性融合蛋白。
4.热处理和乙烯均显著诱导了香蕉果实耐冷性，香蕉果实经这两种方式预处理后在低温贮藏过程H2O2的积累明显延迟。进一步的分析发现，低温诱导了香蕉果实MaGrx1、MaGrx2基因的表达，抑制了MaGrx7基因的表达，对MaGrx3、MaGrx4基因的表达无明显影响。与对照相比，香蕉果实经热水处理后在低温贮藏过程中MaGrx2和MaGrx4基因表达均明显提高;乙烯处理诱导了香蕉果实在冷藏过程中MaGrx1和MaGrx7基因的表达，但对MaGrx3基因的表达有抑制作用，表明不同Grx在热处理和乙烯诱导的香蕉果实耐冷性中起作用。