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铜/锌超氧化物歧化酶(Cu/ZnSOD)能清除植物体内有害的活性氧(ROS),参与植株遭受逆境胁迫时的应激反应等过程。铜分子伴侣(CCS)是铜分子伴侣家族之一,它可以传递铜离子到Cu/ZnSOD当中并将其激活生成有活性的酶分子,依赖CCS协助是Cu/ZnSOD主要的激活途径。本文以巨尾桉作为研究对象,通过RT-PCR的方法克隆得到巨尾桉CCS基因7个(NCBI基因注册号为:KJ755351.1),龙眼CCS基因2个(NCBI基因注册号为:KR261666.1)。 生物信息学分析表明CCS蛋白是定位于叶绿体、亲水、稳定的酸性蛋白质,该蛋白含2个跨膜螺旋,N末端朝外,由内到外进行跨膜。该蛋白主要由59.6%的无规则卷曲、29.5%的β-折叠和11.0%的α-螺旋等构成,并存在多个磷酸化位点和保守结构域,这些保守结构域的存在可能是激活SOD表达所必须的。采用clustalX对来自12种不同物种的CCS核酸序列作进化树分析,巨尾桉CCS与龙眼、葡萄、蓖麻同源并处于同一分支中,与它们间在进化距离上较为接近,一致性分别为99%、81%和80%。 在巨尾桉CCS表达研究中,原核表达载体pET-EuCCS在大肠杆菌细胞内稳定表达,IPTG诱导CCS原核表达的优化条件是:IPTG终浓度1mM,温度37℃时,最佳诱导时间4h;而16℃和22℃诱导时,最佳诱导时间增加到12h和6h。利用氮蓝四唑法(NBT)对含有外源载体pET-EuCCS和空载的E.coli的SOD酶活检测结果表明,转化菌株pET-EuCCS的SOD酶活性比对照菌株高,说明CCS激活了Cu/ZnSOD的表达,并且生成了有活性的蛋白质,从而说明外源基因EuCCS是具有生物学活性的。利用荧光定量PCR技术研究CCS在巨尾桉中的表达特性发现,在植株生长旺盛的部位CCS表达量较大,如植株幼叶,随植株叶片慢慢衰老,CCS的表达量也随之下降;巨尾桉组培苗中,叶片的CCS表达量最大,其次是茎。 对含有外源基因pBI-EuSOD的阳性转基因巨尾桉植株SOD酶活检测,发现比阴性对照组增加了38.5%-62.2%,说明Cu/ZnSOD在植物体内成功表达。为深入研究巨尾桉中Cu/ZnSOD和CCS在植物中的调控机理,构建了植物双基因表达载体两组,一是同时过量表达CCS和Cu/ZnSOD的植物二元双基因表达载体 pBD-EuSOD-ZCCS,二是CCS沉默和Cu/ZnSOD过量表达的植物二元双基因表达载体pBD-EuSOD-FCCS,并利用农杆菌介导的叶盘转化法转化巨尾桉。