SSMP的结构解析及在拟南芥抗盐过程中的作用

• 作者: 张利辉 张昊 张海丽 李生辉 王凤茹 由诗东 董金皋 邢继红 高静
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 拟南芥 SSMP 结构解析 表达特性 耐盐性
• 年，卷（期）: 2015,（4）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 804-812
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.04.18

摘要

[目的]解析SSMP (salt-sensitive membrane protein)的结构,明确SSMP的表达特性,预测和分析SSMP在拟南芥逆境胁迫过程中的作用.[方法]利用生物信息学方法,解析SSMP的结构特征;利用Real-timePCR技术分析SSMP的时空表达特性;利用SSMP-GFP融合技术转化拟南芥叶片原生质体,对SSMP进行亚细胞定位;构建SSMP的启动子连接报告基因GUS的表达载体,转化野生型拟南芥,通过染色方法观察报告基因GUS的表达情况,从而进行SSMP的组织定位分析;构建SSMP过表达载体,利用农杆菌侵染花絮法转化拟南芥,qRT-PCR技术验证过表达SSMP拟南芥阳性苗,分析过表达SSMP拟南芥的表型并进行抗逆性分析,明确SSMP的生物学功能;利用电导仪法比较过表达SSMP拟南芥和野生型拟南芥叶片的细胞膜透性,分析SSMP在拟南芥抵抗逆境胁迫过程中的作用.[结果]生物信息学分析表明,SSMP含有START(the lipid/stero1-binding StAR-related lipid transferprotein domains)保守域、共411个氨基酸,具有磷脂酰胆碱的结合位点,预测SSMP可能影响膜的组成.对SSMP的高级结构进行解析,SSMP含有9个反平行的β-折叠和2个α-螺旋,形成1个明显的疏水腔,N端的α-螺旋在疏水腔外,另一个α-螺旋形成疏水腔的盖子结构.Real-time PCR对拟南芥的不同组织及发育时期的SSMP表达量的分析表明,SSMP在拟南芥各组织中均有表达,表达量由高到低的顺序依次为茎生叶、莲座叶、茎、根、花和种子.SSMPpra:GUS转基因拟南芥幼苗的染色结果表明,在正常情况下,GUS主要在下胚轴、整个子叶和真叶的叶脉及表皮毛处表达;50 mmol·L-1 NaC1处理后,GUS在下胚轴和子叶中表达没有明显的变化,但在真叶中的表达减少;100 mmol·L-1 NaC1处理后,GUS的表达在下胚轴、子叶和真叶中都明显减少,子叶中GUS主要在叶脉处表达,在真叶中仅在顶端还有表达,这说明SSMP的表达受NaCl抑制.激光共聚焦显微镜488nm波长下对SSMP-GFP的亚细胞定位进行观察,SSMP主要定位在细胞质膜上,过表达SSMP转基因拟南芥的细胞膜透性增加,不利于植物的抗逆性.进一步的萌发试验对过表达SSMP的转基因拟南芥的萌发率和转绿率进行了统计分析,结果表明,过表达SSMP明显抑制拟南芥种子的萌发.[结论]SSMP是具有磷脂酰胆碱结合位点的共411个氨基酸的蛋白质,含START结构域,主要位于细胞质膜上;在拟南芥各组织中均有表达,尤其在叶片中表达量最高,主要定位在整个子叶和真叶的叶脉及表皮毛着生处;SSMP的表达受盐胁迫的抑制;过表达SSMP的拟南芥细胞膜透性增加,耐盐性降低.