玉米磷脂酰肌醇代謝途徑中酶的基因克隆及其功能鑒定.pdf

1、一些工作表明,磷酸肌醇信號(hào)途徑在高等植物的生長、發(fā)育及對(duì)環(huán)境脅迫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol,PtdIns)是真核細(xì)胞中的主要磷脂之一,是細(xì)胞中主要的磷脂信號(hào)分子的前體。磷脂酰肌醇合成酶(phosphatidylinositol synthase,PIS)以CDP-DG和myo-inositol為底物合成PtdIns,PtdIns以不同方式被磷酸化產(chǎn)生一系列的磷酸肌醇,其中磷脂酰肌醇—4,5—

2、二磷酸(phosphatidylinositol 4,5-biphosphate,PIP2)可被磷脂酶C(phospholipase C,PLC)水解產(chǎn)生二酯酰甘油(diacylglycerol,DG)和三磷酸肌醇(trisphosphate inositol,IP3)。在動(dòng)物細(xì)胞中IP3刺激細(xì)胞內(nèi)Ca2+的釋放,而DG則激活蛋白激酶K(PKC)的活性。與動(dòng)物系統(tǒng)相比,我們對(duì)植物中磷酸肌醇信號(hào)途徑還不是很了解,目前的工作僅限于相關(guān)基因的

3、克隆及功能分析。 玉米(Zea mays L.)是重要的糧食兼飼料作物,產(chǎn)量居世界各種作物之首。克隆玉米重要農(nóng)藝性狀相關(guān)基因并且研究其結(jié)構(gòu)和功能,對(duì)于闡明植物遺傳和發(fā)育的分子機(jī)制以及禾谷類作物之間的進(jìn)化關(guān)系具有重要意義。本工作首次從玉米中克隆到了分別編碼玉米PIS和PI-PLC基因的cDNA序列并進(jìn)行了功能分析。 玉米磷脂酰肌醇合成酶基因的克隆和功能鑒定 以0.8%(W/V)NaCl處理24小時(shí)的玉米黃化苗為材料,構(gòu)建cDNA文庫。選水

4、稻OsPIS基因和擬南芥AtPIS基因的核苷酸序列在GenBank中進(jìn)行檢索得到具有PIS保守序列的玉米EST序列,根據(jù)后者設(shè)計(jì)引物PISF1：5’-TCA TTG CAT TTG CGG TTT GCT ATT C-3’和PISR1：5’-ATG CTT CAT TTG CTG CGC TTC-3’。采用RT-PCR方法得到約0.6kb的DNA片段,測序分析表明該片段含有PIS的保守序列,因此以PISF1和PISR1為引物,采用PCR

5、方法篩選玉米cDNA文庫。從cDNA文庫中克隆到一個(gè)可能編碼磷脂酰肌醇合成酶的cDNA序列(命名為ZmPIS)。序列分析表明,該cDNA序列全長1164bp,包含一個(gè)648個(gè)核苷酸的編碼框。推測其編碼一個(gè)由215個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì),計(jì)算得其分子量和等電點(diǎn)分別為24kDa和8.79。其起始密碼子上游第122-124核苷酸編碼一個(gè)終止密碼子,顯示該cDNA序列包含全長ZmPIS編碼區(qū)?；蚪MSouthern雜交分析表明,ZmPIS基因在玉