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乙烯(Ethylene)是一种植物激素,在植物的整个生命周期中起着至关重要的作用。它对植物的种子萌发、叶片和花器官的衰老、果实成熟、性别分化等都有着重要影响,同时能对逆境胁迫如机械损伤、冷害、渍水、病原菌入侵等做出应答反应,从而提高植物的抗逆性,同时也参于植物细胞的程序性死亡。植物体内乙烯的生物合成是在ACC合成酶(ACS)和ACC氧化酶(ACO)的催化下进行的,这两个酶的活性直接决定着乙烯的产量,利用基因工程技术,克隆出乙烯合成过程中的两个关键酶基因,通过反馈调节、反义表达等技术调控乙烯的生物合成,从而达到调控植物生长发育、成熟衰老、抗逆等生理等过程是近来人们研究的热点。本研究以果蔗为实验材料,利用同源克隆技术克隆了ACO基因,并对该基因做了相关研究。1、设计了ACO基因的特异引物,分别从DNA和RNA两个方面克隆出ACO基因序列,测序结果表明:该基因的DNA序列为1156bp,相应的cDNA序列为1001bp,该基因含有一个155bp的内含子。将该基因在GeneBank上利用blast软件进行同源性检索发现与甘蔗的同源性达到98%(AY521566.1)与水稻的同源性达到89%2、利用Southern杂交方法分析该基因在13个果蔗材料基因组中的拷贝数,发现该基因在拔地拉、歪干担、丰城紫皮、白鳝、巴新、肚度、福安、宁德材料中有两个拷贝,而在其他的几个材料中都只发现有一个拷贝。3、利用乙烯利诱导该基因的表达研究中发现:在乙烯利处理后的6h内,该基因的表达受到抑制,表达量明显降低,当到达9h时该基因又恢复正常的表达水平,12h后超出正常表达水平,有明显上调表达的现象。之后表达量又开始下降,等到72h之后,又保持了原有的表达水平。外源乙烯诱导该基因表达量的变化趋势是一个横着的“S”型4、本实验构建了ACO基因的植物真核表达载体和原核表达载体,并将原核表达载体转化到大肠杆菌中,利用IPTG成功诱导了该基因的表达,通过SDS-PAGE分析发现,在大肠杆菌中分离出约40KDa蛋白质。