除草剂靶标乙酰乳酸合成酶对抑制剂敏感性及其分子机理的初步研究

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本文通过分子生物学和生理生化两个角度对ALS抑制剂与ALS作用机理进行了初步的研究。 1、用乙酰乳酸合成酶(ALS)活性测定方法研究了3种ALS抑制剂类除草剂(双草醚、苄嘧磺隆、KIH-6127)对水稻(粳稻、籼稻)、稗草和油菜ALS活性的抑制差异性。体外测定结果表明,不同植物ALS对双草醚和KIH-6127的敏感性差异较大,粳稻、稗草和油菜ALS的敏感性强于籼稻,而这些植物ALS对苄嘧磺隆的敏感性差异很小。体内结果显示,双草醚和KIH-6127对稗草和油菜ALS的抑制作用较强,对粳稻ALS的抑制作用可以恢复;苄嘧磺隆对油菜ALS的抑制作用也较强,但对稗草、水稻ALS基本无抑制作用;3种ALS抑制剂对籼稻ALS抑制作用均较弱。结果表明,不同植物对某些ALS抑制剂田间表现存在差异,不同植物ALS对这些ALS抑制剂敏感性差别是造成这种差异的原因之一。 2、为了从基因水平上探索ALS对抑制剂敏感性表现差别的原因,我们提取了水稻总RNA后合成cDNA,然后用PCR的方法得到了直播粳稻(秀水11)ALS基因编码区中的1266bp。氨基酸序列分析表明,与已在GenBank中登录的ALS抑制剂敏感型水稻品种的ALS基因同源性最高,达98.3%;与非敏感型水稻的同源性为97.9%,与同属禾本科的其它植物玉米、大麦、小麦、多花黑麦草、旱雀麦的同源性为90.1%~91.7%;与模式植物拟南芥和烟草的同源性分别为71.7%和72.9%;与十字花科植物油菜和箩卜的同源性均为71.9%,与其它植物ALS氨基酸序列的同源性也均在70%以上。同时发现,ALS氨基酸序列中的585和664处氨基酸的变化与水稻对ALS抑制剂敏感性有关。 3、为了得到纯的ALS用于抑制剂直接筛选,以及对ALS功能部位进行进一步的研究,将克隆的基因片段构建到杆状病毒-昆虫(细胞)表达系统的供体质粒pBacHTeGFPT中,通过转座作用将目的基因重组进穿梭载体Bacmid中,PCR检测转座成功。重组病毒Bacmid DNA在脂质体介导下转染粉纹夜蛾Tn细胞。细胞的CPE和荧光检查表明,重组病毒已成功转染细胞,与绿色荧光蛋白基因融合的水稻ALS基因部分编码区已经在昆虫细胞中得到表达。
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