毛竹PeUGE基因克隆与功能初步研究1

摘要

目的：UDP-半乳糖-4-异构酶(UGE)是半乳糖代谢中的关键酶,能够催化UDP-葡萄糖和UDP-半乳糖之间相互转化.通过研究毛竹UDP-半乳糖-4-异构酶基因(PeUGE)的结构特点、表达特征和功能,为揭示PeUGE在竹子快速生长和非生物胁迫下的作用提供证据. 方法：以毛竹为对象,通过RT-PCR,5′和3′RACR方法分离了PeUGE,利用生物信息学软件分析其结构特点,采用半定量方法分析基因的组织表达特性,实时荧光定量PCR技术分析基因在笋不同发育阶段及胁迫处理下的表达模式,构建PeUGE基因的过量表达载体,并利用蘸花法转化拟南芥,通过分析转基因植株的叶绿素荧光参数和根系生长状况来鉴定PeUGE基因的功能. 结果：毛竹中克隆到UGE同源基因序列PeUGE全长为1778bp,编码420个氨基酸,相对分子质量和理论等电点分别为46.58kDa和9.07.编码区对应的基因组序列为2656bp,包含10个外显子和9个内含子.组织表达特异性分析表明,PeUGE基因为组成型表达模式,在笋中的表达量最高,并且表达量随着笋的发育而呈现增高的趋势.PeUGE基因受非生物胁迫如干旱、盐和水淹等的诱导.此外,对过量表达PeUGE基因拟南芥植株的叶绿素荧光参数测定和侧根数量分析结果表明,PeUGE基因能够提高转基因植株的耐受非生物胁迫的能力. 结论：PeUGE基因可能是在竹子生长发育过程中参与细胞壁多糖合成以及响应胁迫的重要基因,为竹子分子改育种提供了备选基因资源.