海帶配子體cbbX基因的特性及其功能分析.pdf

1、海帶（Laminaria japonica）的生活史中存在著明顯的大型孢子體和微型配子體的世代交替。在相同的條件下，雌、雄配子體在發(fā)育過程中存在著諸多差異。本研究從差異表達基因的篩選和分離出發(fā)，探究造成這種差異的遺傳背景，并對該基因的功能進行推測和分析。 根據(jù)海帶雄配子體抑制消減cDNA文庫中篩選出的克隆18序列設(shè)計基因特異性引物，利用cDNA末端快速擴增技術(shù)（rapid amplification of cDNA ends，R

2、ACE），獲得了一條長2087bp的cDNA序列，其中開放閱讀框1275bp，5’-非翻譯區(qū)（untranslated region，UTR）長118bp，3’-UTR長694bp且具有明顯的polyA尾巴。蛋白同源搜索結(jié)果顯示，它編碼的蛋白與Guillardiatheta這種隱藻核型體編碼的CbbX蛋白具有66％同源性，因此被稱為cbbX基因。海帶配子體cbbX基因編碼一個含有424個氨基酸的前體蛋白，前19個氨基酸為信號肽序列。酶切

3、后的成熟蛋白由405個氨基酸組成，推測其分子量為45．26kD，等電點為5．28。海帶配子體cbbX基因被8個內(nèi)含子隔離開，這些內(nèi)含子的剪切位點都遵循“GT-AG”規(guī)則。無論在cDNA或者DNA序列上，雌、雄配子體cbbX基因都沒有任何差異。在編碼蛋白的第184位Gly開始，具有一個典型的WalkerATP-結(jié)合motif。通過與其它物種共14個CbbX蛋白序列構(gòu)建的neighbor-joining系統(tǒng)演化樹可知，它與隱藻核型體以及紅藻

4、核編碼的蛋白聚成一類，而區(qū)別于葉綠體編碼的蛋白。因此，推測該克隆的海帶配子體cbbX基因可能是由核基因組編碼的。 根據(jù)配子體cbbX基因cDNA全長序列設(shè)計引物，運用實時熒光定量PCR（quantitative real-timePCR，Q-RT-PCR）技術(shù)，研究雌、雄配子體cbbX基因在正常光周期的日表達情況，結(jié)果表明該基因在雌、雄配子體中的轉(zhuǎn)錄確實存在著差異性，光對cbbX基因的轉(zhuǎn)錄具有上調(diào)的誘導(dǎo)作用。當將配子體轉(zhuǎn)入全光照

5、情況下，發(fā)現(xiàn)雌、雄配子體cbbX與編碼RuBisCo（ribulose-1，5-bisphosphatecarboxylase/oxygenase）大亞基rbcL基因在上午12點及夜晚4點、雄配子體在晚上8點都存在一個轉(zhuǎn)錄峰值，說明cbbX基因的轉(zhuǎn)錄還存在著內(nèi)源節(jié)律性。當加入NaHCO3后，雌、雄配子體cbbX及rbcL基因的Q-RT-PCR結(jié)果表明，雌配子體cbbX基因的轉(zhuǎn)錄比rbcL基因慢4h達到最高點，而雄配子體中兩基因同步轉(zhuǎn)錄，