非典型疏水的水稻LEA蛋白OsLEA5的分子鉴定和功能分析

摘要

干旱在很多地区是限制植物生长发育的关键因素。长期以来，高等植物发展出了多路径、多层次和多尺度的生存策略以应对外界环境的频繁变化，植物胚胎发育晚期丰富（LEA）蛋白的发展演变就是策略之一，在其中发挥着重要作用。一般认为，LEA蛋白与有机体抵抗由干燥和冷冲击引发的水分胁迫有着紧密联系，尽管它们被证实有多方面的生理功能，但确切的生化机制还不清楚。
　　本文报道了一个来自于水稻的全长cDNA克隆OsLEA5的分离和鉴定。该基因编码一个由151个氨基酸所组成的疏水LEA蛋白，属于非典型的第5C家族，被预测其定位于细胞质，分子量大小16.5kDa和等电点5.07。OsLEA5蛋白中亮氨酸的含量最为丰富，其次是丝氨酸，整体上显示出较低的亲水性。通过生物信息学分析，对以OsLEA5为代表的第5C组LEA蛋白的性质特点进行了系统全面的总结，揭示了该蛋白家族是高度疏水的，内在有序或天然折叠的，含有大量的β片层结构以及特异性的氨基酸组成和分布，可能是所有LEA蛋白中独一无二的。OsLEA5在转基因大肠杆菌体系的超表达为研究其抗逆功能提供了一种可靠机制，应激耐受和细胞活力测定的有关实验数据证明了生产OsLEA5融合蛋白的大肠杆菌重组体展现出对各种非生物胁迫更强的抵抗能力，包括高盐，高渗，冷冻，高温和紫外辐射。在本研究中，OsLEA5的多重保护功能得以确认，因此有理由认为这种显著的多能性可能是由于LEA蛋白的疏水性和相关结构及功能的可塑性，有利于它们积极应对外界环境的频繁变化。令人迷惑的LEA蛋白在宿主细胞中的抗逆分子机理在本文中被进一步地深入讨论。

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 LEA蛋白概述

1.3 各组LEA蛋白简介及研究进展

1.4 本课题的研究目的、意义与内容

2 OsLEA5基因的克隆和生物信息学分析

2.1 材料、试剂与仪器

2.2 实验方法

2.3 结果与分析

3 OsLEA5在大肠杆菌中的异源表达及功能分析

3.1 材料、试剂与仪器

3.2 实验方法

3.3 结果与分析

4 农杆菌介导的OsLEA5转化水稻

4.1 材料、试剂与仪器

4.2 实验方法

4.3 结果与分析

5 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 思考和讨论

5.3 后续研究工作的展望

致谢

参考文献

附 录