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GLPs(Germin-Like Proteins)是广泛存在于植物界中的一类由多基因编码的蛋白质家族,该家族蛋白是cupin(β-桶状)超家族的成员.现已在不同物种中发现了大量存在于不同器官和各发育阶段GLPs序列,这类蛋白在结构上具有保守的基序,但功能是多样的,部分蛋白还参与胁迫响应过程。
本研究从小麦中克隆得到了一个cDNA序列(命名为TaGLP1),该基因cDNA全长824bp,编码一个由212个氨基酸组成的蛋白,生物信息学分析结果显示,TaGLP1编码的蛋白是一个GLP蛋白,与GLPs蛋白质家族成员具有很高的同源性。经过与已知同源蛋白序列比对分析,初步推测TaGLP1可能与胁迫响应或生长素结合相关。为分析TaGLP1基因的功能,我们分别构建了植物正反义基因表达载体,以烟草为模式植物进行转化并成功获得转基因植株。表型观察发现过表达正义TaGLP1一定程度上促进了植物的生长,包括根和茎叶部分的发育,特别是在侧根与不定根发生方面,根尖显微观察发现TaGLP1在不同程度上促进了根的伸长,尤其是对伸长区。推测TaGLP1可能具有ABP(Auxin-binding protein)的功能,进而对转基因T0代种子进行生长素类物质处理,结果并没有互补转反义基因烟草所出现的表型,转正义刀aGLP1基因株系的烟草幼苗主根对IAA和2,4-D更敏感,由此推测目的蛋白可能参与到生长素的信号转导途径。对T0代转基因种子和T1代转基因叶片进行了抗性实验,包括盐、干旱(非生物胁迫)和接种烟草黑胫病菌、野火病菌与青枯病菌(生物胁迫)处理,结果显示转正义TaGLP1基因的烟草对盐和干旱胁迫表现出一定抗性,经不同浓度的NaCl和甘露醇处理,转正义基因的幼苗在主根长度、侧根与不定根数量和鲜重方面表现出一定优势,而转空载对照和转反义TaGLP1基因的烟草则表现出对胁迫的敏感性。烟草叶片接种烟草病原体后,转TaGLP1基因并没有提高烟草抗野火病和青枯病两种细菌病原物能力,但对烟草黑胫病菌的侵染具有一定的抑制作用。