大豆GmcpSecA基因的克隆及其功能分析

摘要

高等植物的绝大多数(约95％)叶绿体蛋白由核基因编码,只有少数(5％)由自身基因编码。因此,核基因编码的叶绿体转运蛋白对于叶绿体的发育至关重要。cpSecA是由植物核基因编码的叶绿体类囊体膜转运器ATPase亚基,参与叶绿体cpSec依赖的类囊体腔蛋白的转运。rn 本实验室在研究过程中,首先获得了拟南芥AtcpSecA功能缺失突变体agyl,其叶片呈黄白色,叶绿体发育缺陷,内部缺少类囊体片层结构。随后,从大豆中克隆了AtcpSecA的同源基因GmcpSecA,并构建了35S:GmcpSecA融合基因。将35S:GmcpSecA转化agyl后,可以部分回补agyl突变体的表型,推测GmcpSecA具有与AtcpSecA相似的功能,在叶绿体发育过程中发挥着重要作用。对过表达35S:GmcpSecA的转基因拟南芥进行了系统的表型观察及生理指标测定，结果显示，与野生型拟南芥相比，过表达35S:GmcpSecA的转基因植株生长更加旺盛，莲座变大，叶色加深，净光合速率增加，抽苔和开花时间均提前，衰老明显延缓，并表现种荚增长、种子变大等表型。上述实验结果表明，GmcpSecA基因在高产高效大豆新品种培育中具有育种潜力，现正在进行由农杆菌介导的该基因的大豆转化工作。