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通过对水稻胚乳cDNA文库筛选,RT-PCR扩增并结合3’RACE克隆得到3个水稻谷蛋白新基因、1个二硫键异构酶(PDI)基因,并对上述基因的结构特点、表达特性进行了研究。在此基础上,利用农杆菌介导将反义PDI基因导入水稻植株,获得经PCR验证的转基因植株,并对外源基因表达水平及其对内源靶基因表达的干扰进行研究,试图探索水稻PDI功能及其与种子贮藏蛋白形成的关系。研究结果如下: 1 谷蛋白新基因克隆、结构特点和表达特性 以32p标记谷蛋白基因GluB-2的cDNA片段为探针,筛选水稻胚乳cDNA文库获得一个新的谷蛋白基因全长cDNA。根据cDNA序列设计引物,以粳稻品种秀水11基因组DNA为模板,通过特异性PCR扩增获得基因组序列,命名为GluB-7(GenBank注册号AY987390)。 以谷蛋白基因保守核苷酸序列为探针,搜索水稻基因组数据库,并利用基因预测软件对高度同源的基因组序列进行基因预测,寻找未知谷蛋白新基因。结果在GenBank登录号为AP005511的contig中发现存在2个未知谷蛋白新基因。根据预测基因序列设计引物,经RT-PCR扩增获得2个特异性cDNA片段。在此基础上采用3’RACE对上述两个基因片段的3’端进行扩增、序列拼接,最终获得了2个新的谷蛋白基因全长cDNA,分别命名为GluB-6(GenBank注册号AY429651)和GluC-1(GenBank注册号AY429650)。 序列分析显示,GluB-7 cDNA全长1588bp,包含一个长度为1488bp的开放读码框(Opern Reading Frame,ORF),并编码495个氨基酸残基,预期分子量为56.02kD。GluB-6和GluC-1cDNA全长分别为1570bp和1624bp,ORF长度为1488bp和1455bp,编码氨基酸数目分别为495和484个。体外表达证实GluB6和GluC-1均能按上述读码框翻译形成正确的蛋白。 氨基酸序列比对显示,GluB-7、GluB-6和GluC-1与已知谷蛋白基因在氨基酸水平上相似性分别处于61.9-97.8%、61.9-97.8%和57.1-67.6%水平之间。聚类分析表明,谷蛋白基因家族含有3个亚家族,GluA、GluB和GluC亚族,GluB-7和GluB-6属于典型的B亚族基因成员,而GluC-1为新亚家族,C亚族。 组织表达谱分析显示,GluB-7、GluB-6和GluC-1具有高度的胚乳表达特性。GluB7完整表达谱显示,谷蛋白基因表达高峰在花后15天。