花叶矢竹叶绿体psbD基因的克隆与功能分析

摘要

植物叶绿体光系统Ⅱ是植物进行光能转化、水的裂解和释放氧气的重要蛋白复合物,psbD基因编码光系统Ⅱ(PSⅡ)作用中心蛋白D2,D2和D1构成的异源二聚体上结合着与电子传递有关的大部分辅助因子和色素分子.以花叶矢竹Pseudosasa japonica f.akebonosuji为材料,提取总DNA,聚合酶链式反应(PCR)扩增psbD基因全长序列(Pj-psbD).序列分析表明:其开放阅读框(ORF)为1 059 bp,编码352个氨基酸,相对分子质量为39.59 kD,等电点为5.34,有6个跨膜结构,有别于高等植物中psbD蛋白普遍存在的5个跨膜区.psbD还具备有多个与光合作用有关的结构域和功能位点.本实验用荧光定量PCR技术检测了花叶矢竹叶片3个不同生长阶段和3种叶色中psbD基因的表达量.分析表明:在花叶矢竹叶片生长发育时期,为了满足叶片生长发育和叶绿体的形成的需要,psbD基因表达量逐步提高.研究还发现:psbD在白叶中的表达量显著高于绿叶,这可能与植物的光保护机制有关,降低强光对白色和部分白叶的光合系统的损伤.