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甘蔗是世界最重要的糖料作物,蔗糖占我国食糖产量的90%以上,同时它也是南方地区生产燃料乙醇的最佳可再生能源作物之一。甘蔗黄叶综合症(Sugarcane Yellow leaf Syndrome,SYLS)是世界及我国近年发现的重要病害,造成产量下降、品质变劣和种性退化。现在认为,甘蔗黄叶综合症是由甘蔗黄叶病毒(Sugarcane Yellow Leaf Virus,SCYLV)引起的。 甘蔗黄叶病毒主要危害甘蔗等禾本科作物,是一种由蚜虫持久性传播的单链正义RNA颗粒病毒,它是黄症病毒科(Lutoviridae)的一个新成员。甘蔗黄叶病毒外壳蛋白是和蚜虫传播相关的,并且和病毒自身的许多生命活动相关,研究表明该基因转化植物可提高植物抗病性。由于美国CP系列品种普遍易感该病,CP系列品种是我国主要亲本,因此急需提高我国自育品种对黄叶综合症的抗性。为此在国家“十五”948项目:甘蔗良种和技术引进与推广项目(2003-Q06)支持下,本研究采用同源克隆技术,分离甘蔗黄叶病毒外壳蛋白基因,并对其进行序列分析,而后通过原核表达研究该基因所编码的特异蛋白表达情况。结果如下: 1.从田间采集带有甘蔗黄叶综合症的病叶,分离提取其RNA。根据已发表的SCYLV的外壳蛋白全序列设计特异性引物,应用RT-PCR技术从甘蔗病叶的mRNA扩增得到全长约600bp的目的DNA片段。 2.回收并纯化该目的片断,克隆到载体pMD18-T上,转入大肠杆菌菌株E.coli DH5 α 中大量繁殖。利用氨苄青霉素筛选抗性菌落,采用PCR和酶切鉴定拟转化子,获得真是转化子。序列分析表明成功获得全长SCYLV-CP基因。该基因的开放阅读框包括591个核苷酸,编码196个氨基酸,与已报道的SCYLV基因组的核苷酸序列的同源性为97%~99%。 3.用pET29a(+)为载体骨架,构建含CP基因的原核表达载体pET29a-CP,利用卡那霉素和PCR鉴定拟转化子,获得真实转化子。 4.利用IPTO诱导目的蛋白的表达。采用His Trap Kit纯化目的基因所表达的带有6个His Tag的蛋白。经SDS-PAGE分析表明,转有化质粒pET29a-CP的大肠杆菌菌株BL21(DE3)可高效表达甘蔗黄叶蛋白外壳蛋白,SCYLV-CP基因的表达产物分子量约22 kDa蛋白,与CP基因开放阅读框架的理论推算值21.719 kDa相符。