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东方山羊豆脱水蛋白基因的克隆及初步分析

2012-08-20李玉坤王学敏王赞李俊VladimirNikolay孙桂枝高洪文

草业学报 2012年1期
关键词:植物

李玉坤,王学敏,王赞,李俊,Vladimir C,Nikolay D,孙桂枝,高洪文*

(1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京100193;2.俄罗斯瓦维洛夫全俄植物栽培研究所,圣彼得堡190000)

干旱、高盐、低温等非生物胁迫严重影响了植物的生存和产量,它们均可造成植物细胞缺水,产生干旱信号,诱导植物的抗旱反应。晚期胚胎发生丰富蛋白(late embryogenesis abundant protein,LEA)是一种脱水保护剂,能够在水分胁迫下保护生物大分子。LEA蛋白可分为许多不同的家族[1,2],脱水蛋白(dehydrin,DHN)属于LEAⅡ或LEA D-11蛋白家族[2]。DHN可在胚胎发生晚期或者在干旱、低温、盐胁迫和ABA的诱导下表达[3]。脱水蛋白一级结构保守性强,具有K,S和Y等3个高度保守区域,通常以YSK的顺序结合在一起[3]。Y片段为(V/T)DEYGNP,位于N末端。K片段(EKKGIMDKIKEKLPG)由15个氨基酸组成。S片段是一个可磷酸化的丝氨酸簇,一般位于K片段之间,或紧跟K片段。高度极性的φ片段的存在增加了极性氨基酸片段的比例,加强了脱水蛋白结构的亲水性。由于K片段和φ片段的存在,脱水蛋白能够通过形成一个保护层而保护变性的高分子,在各种组织中都起到稳定细胞结构的作用[3,4]。

Koag等[5]从玉米(Zea mays)中分离纯化得到DHN1,证实在受到胁迫的植物中,脱水蛋白在稳定液泡和细胞膜的结构中起到非常重要的作用。在水稻(Oryza sativa)中,已报道了多个胁迫诱导的脱水蛋白,其中RAB21/16A,RAB16B,16C,16D,RAB25和 WSI724已经证实是渗透胁迫诱导的[6-9]。此外,LEA 蛋白在植物和酵母中超表达可以提高对渗透胁迫的抵抗力[10-12]。

东方山羊豆(Galega orientalis)作为一种新型优良豆科牧草,在我国主要种植在西北地区。东方山羊豆品质好、产量高、抗病抗逆性强、使用年限长[13],与其他牧草资源相比,东方山羊豆目前的相关研究较少[14]。……

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