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LEA蛋白是一类人们非常关注的抗逆相关蛋白。目前已报道的LEA基因数目有几百种,已有科学家将大麦HVA1基因转化水稻,使转基因水稻耐盐性得到了改善。然而,也有的基因转化实验结果与此结果不相一致。近年来,人们对LEA蛋白质的结构与功能的关系作出推测,但对其耐盐功能鉴定尚缺乏实验证据。因此,研究LEA基因的耐旱耐盐功能,可对有效地实施抗逆分子育种提供重要基础资料。 本研究从开花40~45天大豆(白农6号)种子中扩增出六个大豆LEA基因。经数据库同源序列查询与分析后,选择其中三个基因PM11(LEA1)、PM30/(LEA3)和ZLDE-2(LEA2)。其中ZLDE-2已在GenBank登录,基因登录号为AY351918,它属于LEA基因家族的新成员。将上述3个基因的重组质粒分别转化大肠杆菌,并将PM11基因转化烟草植株。将获得的重组子和转基因植物对高渗透胁迫耐受性进行深入研究。 研究结果表明,PM11基因编码一个含105个氨基酸的蛋白质。分子生物学软件(DNAsis)分析结果表明,该蛋白是一个亲水蛋白,亲水指数为-1.56。SDS-PAGE及质谱分析验证了PM11基因可在原核细胞中大量表达,并且表达的蛋白具有良好的可溶性和热稳定性。在高渗透胁迫条件下,该基因的表达产物可赋予重组菌株良好的抗逆性。PM30基因编码一个含140个氨基酸的蛋白质。该蛋白也是一个亲水蛋白。亲水指数为-1.42。SDS-PAGE及质谱分析验证了PM30基因在原核细胞中可大量表达,并且表达的蛋白也具有良好的可溶性和热稳定性:在高盐、低温等渗透胁迫条件下,尤其在高KC1的环境中,该基因表达产物在大肠杆菌表达体系中显示出较好的保护作用。 ZLDE-2基因编码一个含243个氨基酸的亲水性蛋白质。亲水指数为-1.26。它是LEA基因家族的一个新成员。SDS-PAGE及质谱分析验证了ZLDE-2基因在原核细胞中表达,并且表达的蛋白同样具有良好的可溶性和热稳定性。除NaCI胁迫外,未见到该基因表达产物对大肠杆菌重组子在高盐、高渗透胁迫条件有明显的保护作用。 上述结果表明,尽管这三种LEA蛋白均具有高亲水性、可溶性和热稳定性,但是,三种LEA蛋白质对Ecoli耐盐的保护作用和作用机制不同。研究结果为证明尸人打l基因和尸人召口基因表达产物对提高大肠杆菌抗渗透性提供了直接的证据。同时也证明大肠杆菌异源表达体系是用来研究LEA基因的耐盐机制、初步验证耐盐基因功能的简单、快捷的体系。 为进一步研究尸JU了l对高等植物在高盐胁迫下的保护作用。将尸几了了1基因转化烟草植株,与对照株相比,转尸JU了I基因的烟草在含有1.5%NaCI的培养基中表现出良好的耐受性,此结果为尸人叮了基因表达可提高转基因烟草的抗盐功能提供了实验依据。关键词:大豆,乙别基因,大肠杆菌,渗透胁迫,转化烟草