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植物激素乙烯影响植物的生长和发育。而对于呼吸跃变型果实,乙烯对于果实的成熟、衰老作用十分重要,被称为成熟激素。植物的乙烯反应是通过乙烯信号转导途径来实现的。本论文以番茄成熟突变体Green-ripe(Gr)为研究材料,探讨Gr基因的功能和作用模式,进一步完善番茄的乙烯信号转导理论。本论文主要做了以下工作:
(1)Gr基因的克隆及原核表达:通过RT-PCR方法从绿熟期番茄果实中克隆Gr基因,PCR产物被亚克隆到原核表达载体pET-30a上,在大肠杆菌BL21中筛选到含有目的基因的重组质粒,并采用0.1mM/L的:IPTG诱导3小时表达外源蛋白。
(2)Gr蛋白纯化及多克隆抗体的制备:应用Ni-NTA亲和层纯化回收Gr蛋白,当洗脱液中咪唑浓度达到40mM/L时,能够很好的洗脱外源蛋白,表达蛋白纯度可以达到96%。采用纯化的蛋白免疫兔子制备抗Gr蛋白的多克隆抗体,经检测多克隆抗体的效价大于10000,经过DEAE-52离子交换柱纯化抗体,可以得到纯度较高的抗体。Western blotting检测表明,抗Gr蛋白的多克隆抗体具有免疫特异性。
(3)Gr基因表达模式的研究及细胞定位研究:研究Gr基因在番茄各组织器官中的表达模式,并研究外源乙烯处理对Gr基因表达的影响。在RNA水平上,采用RT-PCR的方法,证明Gr基因的表达具有组织特异性,在种子、花及绿熟期番茄果实中表达量明显高于其他部分。而外源乙烯能够明显引起花和绿熟期番茄果实中Gr基因的表达,说明这种乙烯诱导的Gr基因表达量的降低同样具有组织特异性。在蛋白水平上,采用Western blotting的方法,利用制备的Gr蛋白的多克隆抗体检测Gr蛋白的表达情况。研究表明Gr在蛋白水平的表达情况与在RNA水平的表达情况基本一致。
(4)酵母双杂交法研究Gr蛋白与乙烯受体蛋白之间的作用模式:通过采用酵母双杂交的方法,将Gr基因与乙烯受体基因片段分别构建双杂交载体pGAD-T7及pGBK-T7上,同时转化酵母菌AH109。采用滤纸显色反应并检测β-galactosidase酶活,研究结果表明,Gr蛋白与番茄乙烯受体蛋白在酵母菌AH109中都能够稳定的表达,并且Gr蛋白与番茄乙烯受体家族的5个蛋白之间都能够发生直接的结合作用,结合能力基本相似。
(5)酵母双杂交法研究番茄乙烯受体与CTR蛋白之间的作用模式:通过采用酵母双杂交的方法,将番茄乙烯受体基因片段与番茄LeCTRl和LeCTR4基因片段分别构建双杂交载体pGAD—T7及pGBK-T7上,同时转化酵母菌AH109。采用滤纸显色反应并检测β-galactosidase酶活,研究结果表明,番茄乙烯受体蛋白与CTR蛋白之间都能发生直接的结合作用,但是结合能力之间存在明显的差异。并且,受体蛋白的反应调节区对于这种结合作用并不是必须的。