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低温会使植物受到不同程度的伤害乃至死亡,同时也是限制农业生产的一种严重的自然灾害。随着植物抗寒机制的研究,抗寒相关基因的克隆以及转基因技术的发展,使利用基因工程培育高效抗寒品种成为一条重要途径。 本文采用十字花科极度耐寒的播娘蒿(Descurainia sophia)作为植物抗寒基因研究的材料。克隆播娘蒿的抗寒基因COR(cold regulated gene),为改造植物耐寒性提供新的材料。该基因的获得对从基因水平上揭示其抗寒机制,提高植物的耐寒性具有十分重要的意义。本实验研究的主要内容包括: 1.播娘蒿COR基因(DsCOR)的克隆。根据拟南芥cor15a基因及油菜的BN115等同源基因的保守区设计同源克隆简并引物。以播娘蒿总cDNA为模板,进行PCR扩增,获得了与拟南芥cor15a基因扩增片段大小相似、序列同源性84.7%的336bp的EST片段,再利用3’RACE和5’RACE技术得到DsCOR的ORF读框和完整的3’端非翻译区序列。该ORF框长417bp,编码139aa的蛋白。 2.生物信息学分析DsCOR与拟南芥cor15a、油菜BN115的序列同源性分别为85.7%和75.4%。使用PHYLIP软件作生物进化分析,油菜中的3个抗寒基因BN115,BN26,BN19被聚为一类,拟南芥中的抗寒基因cor6.6,cor78和苜蓿CAS18被聚为一类。DsCOR同拟南芥的cor15a亲缘关系最近,与拟南芥cor15b也属于一类。由此证明克隆的DsCOR属于COR抗寒基因家族。 3.该蛋白分子量为14.4KD,等电点6.83,为一个酸性蛋白。在pH7.0的环境中它带有-0.13电荷,摩尔消光系数为3840。该蛋白中含有大量的Ala、Lys、Gly、Glu和Ser,含量最高为16.55%,这几种氨基酸占该多肽所有氨基酸的