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马铃薯 Y病毒(Potato virus Y, PVY)编码的辅助成分蛋白酶(helper component proteinase, HC-Pro)被证明参与病毒的蚜传、基因组扩增、症状表达以及抑制RNA沉默等过程。利用酵母双杂交系统,我们从番茄cDNA文库中筛选出了一个与HC-Pro有相互作用基因,该基因推定的编码氨基酸序列与OPA3同源,我们称之为OPA3-like。 目的:分析 OPA3-like蛋白的生物信息学功能,获得高效表达的番茄 OPA3-like融合蛋白,为OPA3-like抗体的制备及后续实验做准备;确定OPA3-like的亚细胞分布;通过转基因技术获得 OPA3-like过量表达及基因沉默的植株,对研究OPA3-like与PVY侵染关系的建立是否存在影响奠定基础。 方法:利用 Vector NTI和ExPASy, SignalP,Plant-mPLoc等在线工具对OPA3-like蛋白基本理化性质、信号肽、跨膜区及亚细胞定位进行分析;构建原核表达载体pET22b-OPA3-like、pET28a-OPA3-like、pET32a-OPA3-like,并分别转化至大肠杆菌 BL21(DE3)和 Rosetta(DE3)中,进行 OPA3-like基因的原核表达;构建OPA3-like蛋白的 C端和 N端分别与 GFP融合的亚细胞定位载体pSP-OPA3-like-GFP和pCBGFP-OPA3-like,分别遗传转化烟草,激光共聚焦下观察目的蛋白定位情况;构建OPA3-like的过表达载体pBP-OPA3-like遗传转化烟草和番茄,RNAi表达载体pBRi-OPA3-like遗传转化番茄。 结果与结论:(1)生物信息学分析显示,番茄OPA3-like蛋白存在稀有密码子,含有跨膜区,其N端有叶绿体定位信号序列,因此番茄OPA3-like蛋白可能是定位于叶绿体的膜蛋白。(2)构建了三个原核表达载体并分别转化至BL21(DE3)和Rosetta(DE3)菌,其中Rosetta(DE3)可提供稀有密码子,诱导表达后发现,对于同一重组载体而言,融合蛋白在两种菌中的表达量无明显差别,说明稀有密码子不是影响其表达的重要因素;转化 pET22b-OPA3-like无融合蛋白的表达,转化pET28a-OPA3-like可表达20kDa大小的融合蛋白;转化pET32a-OPA3-like的表达菌经诱导后获得的融合蛋白(37kDa)表达量最高,说明不同的载体所具备的蛋白质标签和启动子不同影响蛋白的表达, pET-32a(+)中的硫氧还蛋白(Thioredoxin A, TrxA)作为融合蛋白,使得OPA3-like融合蛋白的表达量较高;可溶性分析表明融合蛋白主要以包涵体形式存在。(3)获得的含有GFP-OPA3-like和OPA3-like-GFP融合表达的转基因烟草中,番茄OPA3-like都主要定位在叶绿体,其中OPA3-like的N端与GFP序列相连的融合蛋白有部分定位在保卫细胞膜上,这可能是GFP影响了OPA3-like蛋白N端的叶绿体定位信号。(4)构建了OPA3-like过表达载体和RNAi表达载体,获得了OPA3-like基因沉默的番茄;获得了OPA3-like过量表达的番茄和烟草,其中转基因烟草与野生型相比,出现幼叶的叶脉颜色加深,形成明显脉带,成熟叶色泽不均,花瓣颜色深,雌蕊柱头颜色浅的表型差异,推测OPA3-like可能参与色素的合成。