兩個(gè)大豆蛋白GmSBP基因的特征、亞細(xì)胞定位及其對(duì)非生物脅迫的響應(yīng).pdf

1、植物通過光合作用合成的蔗糖及其它碳水化合物被運(yùn)送到各組織器官，調(diào)控基因表達(dá)或者自身生理代謝過程。蔗糖在植物體中的分配方式會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生重大影響。蔗糖的跨膜運(yùn)輸及其在植物中的分配需要依賴于膜上的蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體。蔗糖結(jié)合蛋白最初被發(fā)現(xiàn)是在子葉中，它與蔗糖類似物6-脫氧-6'（4-疊氮-2羥基）-苯甲酰氨基-蔗糖有強(qiáng)親和力，其能競(jìng)爭(zhēng)性的抑制放射性標(biāo)記的蔗糖從大豆子葉進(jìn)入細(xì)胞原生質(zhì)體。蔗糖結(jié)合蛋白屬于貯藏蛋白家族，能獨(dú)立轉(zhuǎn)運(yùn)蔗糖。大豆種子富

2、含高蛋白(約40％)和高油脂（約20％），并且在種子發(fā)育成熟及貯藏過程中常會(huì)遇到高溫高濕等非生物脅迫，從而導(dǎo)致種子劣變。
　　通過差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)蔗糖結(jié)合蛋白在高溫高濕脅迫下在種子田間劣變抗性品種湘豆3號(hào)發(fā)育種子中呈下調(diào)表達(dá)。為進(jìn)一步從分子水平了解GmSBP基因表達(dá)以及響應(yīng)高溫高濕脅迫的特性，本研究在鑒定出大豆種子田間劣變抗性不同品種的基礎(chǔ)上分離得到兩個(gè)大豆蔗糖結(jié)合蛋白基因:GmSBP2與GmSBPL，并對(duì)其進(jìn)行了生物信息學(xué)

3、和表達(dá)模式分析，通過構(gòu)建GmSBP∶GFP融合載體，對(duì)GmSBP蛋白進(jìn)行亞細(xì)胞定位研究。
　　GmSBP2基因的ORF全長(zhǎng)1467 bp，編碼489個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，為親水性蛋白。亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)定位在細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)中。GmSBPL基因ORF全長(zhǎng)為1512 bp，編碼504個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，為親水性蛋白。亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)定位在細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)中。本實(shí)驗(yàn)通過組織特異性表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，GmSBP2和GmSBPL基因在根、莖、葉、花、幼

4、莢中都能表達(dá)，其中在莖中兩個(gè)品種基因表達(dá)量均很低，在花、葉中兩個(gè)品種表達(dá)量都比較高。通過對(duì)不同發(fā)育進(jìn)程的基因表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，在大豆不同衰老程度的葉片中，GmSBP2和GmSBPL基因在寧鎮(zhèn)1號(hào)和湘豆3號(hào)中葉表達(dá)量均很高，在幼葉中表達(dá)量偏低，在湘豆3號(hào)植株中表現(xiàn)尤其明顯。而在種子發(fā)芽過程中，GmSBP2和GmSBPL基因在兩個(gè)品種中整體均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在種子發(fā)育過程中，寧鎮(zhèn)1號(hào)和湘豆3號(hào)兩個(gè)品種中GmSBP2和GmSBPL基因的表達(dá)量均呈現(xiàn)

5、先上升后下降趨勢(shì)，在花后30d左右基因表達(dá)量達(dá)到峰值。在高溫高濕條件下，種子田間劣變不抗品種寧鎮(zhèn)1號(hào)和抗性品種湘豆3號(hào)發(fā)育種子中GmSBP2和GmSBPL基因均受高溫高濕脅迫誘導(dǎo)，也會(huì)導(dǎo)致種子中蔗糖和可溶性糖含量變化。在寧鎮(zhèn)1號(hào)和湘豆3號(hào)兩個(gè)品種中，GmSBP2和GmSBPL基因?qū)λ姆N激素均有響應(yīng)，其中GmSBP2基因?qū)A響應(yīng)最強(qiáng)烈。亞細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該融合蛋白定位在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜上。推測(cè)GmSBP2和GmSBPL基因編碼的產(chǎn)物