过表达内质网小分子热激蛋白对拟南芥抗逆性的影响

来源 :山东师范大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:gyivan0513
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几乎所有真核细胞都通过产生热激蛋白来响应高温胁迫。热激条件下植物体内能够合成大量的,分子量在15-42kDa之间的小分子热激蛋白(smHSPs)。有些smHSPs的表达量高达植物体内总蛋白的1%。在非胁迫条件下,在高等植物的营养组织中几乎检测不到smHSPs,但在热激胁迫下smHSPs表达量可提高200倍以上,成为主要的蛋白组分。内质网smHSP(ERsmHSP)是定位于内质网中的一类smHSP,已有文献表明番茄LeHSP21.5蛋白的网中的一类smHSP,已有文献表明番茄LeHSP21.5蛋白的过量表达能够减轻内质网胁迫,减缓低温、盐胁迫引起的未折叠蛋白应答。Helm等从拟南芥中克隆了内质网小分子热激蛋白AtHSP22.0 cDNA,AtHSP22.0有一个信号肽,C-端具有的四肽残基为已知的内质网滞留信号。体外实验证实,AtHSP22.0 mRNA翻译产物定位于内质网中。本实验利用AtHSP22.0 cDNA构建了由CaMV35S启动子驱动的植物表达载体pCAMBIA3301,运用农杆菌介导方法将拟南芥内质网小分子热激蛋白基因AtHSP22.0导入拟南芥。  为了研究过表达AtHSP22.0蛋白的拟南芥植株是否也具有对非生物胁迫的抗性,本论文对过表达AtHSP22.0转基因拟南芥进行了研究,主要讨论了AtHSP22.0蛋白在拟南芥耐受衣霉素胁迫过程中的作用,以及在盐、干旱、高温等逆境下转基因拟南芥与野生型拟南芥表型的差异,以期对植物的耐受胁迫机理有所了解,提高植物对非生物胁迫的耐受能力。结果表明AtHSP22.0蛋白在拟南芥耐受非生物胁迫中具有重要作用:  1过表达 AtHSP22.0拟南芥的获得  将构建好的植物表达载体,通过农杆菌介导的方法转染拟南芥,获得了组成型表达AtHSP22.0的转基因拟南芥。Northern杂交结果表明,25℃条件下,转基因拟南芥株系中可检测到AtHSP22.0 mRNA,说明导入的CaMV35S启动子驱动的AtHSP22.0是组成型表达的。  2过表达AtHSP22.0提高了拟南芥的衣霉素抗性  本实验对转基因及野生型拟南芥进行了衣霉素萌发处理,结果表明过表达 AtHSP22.0基因后,拟南芥种子耐受衣霉素胁迫的能力明显提高,种子萌发率明显高于野生型拟南芥。  3过表达 AtHSP22.0提高了拟南芥的基础耐热性  对转基因及野生型拟南芥进行了高温胁迫处理,结果发现过表达 AtHSP22.0基因的拟南芥对高温胁迫的耐受能力有所提高。  4过表达 AtHSP22.0缓解了衣霉素引起的UPR  在衣霉素浓度梯度处理下,转基因拟南芥和对照植株之间 BiP mRNA的诱导表达量有明显的区别。在对照拟南芥中,BiP mRNA的表达量随衣霉素浓度的升高而迅速增加,是植株受到胁迫伤害的表现;而在转基因拟南芥中,BiP mRNA的表达量明显低于对照,表明过表达 AtHSP22.0缓解了衣霉素引起的UPR。
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