番茄解偶联蛋白LeUCPcDNA的克隆及功能的初步分析

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1、一-~朴一呻~一一一一一篇鱿江摘要1976年在褐色脂肪细胞中首次发现解偶联蛋白LfcP(UncouplingProtein).UCP是位子线粒体内膜的载体蛋白，其通过介导质子渗漏而降低跨线粒体内膜的质子电势，使这部分能量转化为热能。因此其荃本功能是产热，此外在哺乳动物中还有调节ATP的合成，调控脂肪酸载化等功能，控制自由基的产生，推测其与肥胖，糖尿病有一定关联，并可能参与细胞凋亡。1997年，从马铃薯中克隆出一个与动物中UCP类似的签因，命名为StUCF.在植物中，已经克隆出UCPcDNA的植物有马铃薯、拟南芥，大麦，水稻等。对

2、于UCP在植物中的功能、表达调控研究还很少。目前尚未有克隆出番茄UCP(LeUCP)cDNA的报导，本实验采用5"CDNA末端快速扩增技术(5'RACE?和30RACE，克隆出其cDNA的5'和3'端序列，并进一步克隆出其全长的cDNA序列，序列E被CenBank接受(AF472619)ALeUCPcDNA可能的ORF为921bp，编码一段306氨基酸的多肤。LeUCP具有很强的保守性，氨基酸序列与Stucp的同源性力99%e为了进一步阐述LeUCP在番茄生长发育中的劝能，本研究选用本实验室培育的航天诱变番茄为研究材料，其具有早

3、熟和产量增加等优良性状。由于UCP在哺乳动物中有调节能璧代谢的功能，所以研究航天诱变番茄中LeUCP的变化情况将有助于阐明空间环境引起早熟和产量增加与LeUCP的关系。而通过对果实不fIl发育时鹅的LeUCP表达情况和低温状态下LeUCP表达情况的研究，也将对阐明LeUCP在番茄中的生物功能具有重大意义。将突变番茄的LeUCPcDNA与地面对照进行比较，未发现有突变位点二而在诱变番茄和地面对照中的根、茎和叶中，LeUCP的表达情况无明显差异，这说明空间环境引起的番茄熟期提前和产量增加等性状，并不是:-hLeUCP的变化而引起的。

4、NORTHERN杂交表明LeUCP表达于番茄的根、茎、叶、花和果实中，在花中最多，在茎和叶中较少。番茄不同阶段(青、黄、橙)的果实中，LeUCP的表达量随果实的成熟增加。这表明LeUCP可能参与了果实的成熟过程e而将番茄放置在4'C天，LeUCP表达显著升高。因此LeUCP在番茄抵抗低温中起一定的作用。因此，本研究将为LeUCP功能的阐明提供里要信息。关键词Let=CP，番茄;RACE;寒冷诱导:果实成熟哈尔滨工业大学工学硕卜学位论文AbstractUncouplingprotein(UCP),amitochondrialinn

5、ermembraneprotein,canmediatemitochondrialprotonleak,decreaseATPsynthesisandreleaseprotonelectrochemicalgradientasheat.Inmammals,UCPcancontrolreactiveoxygenspecies(ROS)production,negativelyregulateinsulinsecretion,andplayanimportantroleinobesityanddiabetes.Insomeplant

6、s,likepotato,itisreportedthatUCPpossiblycontributestoflowering,fruitripeningandresistancetocold.ButUCPgeneoftomato(LeUCP)hasnotbeenclonedanditsfunctionisnotwellunderstood.Wehavegothighyieldmutantsoftomatoinanalysisofphysiologicalandbiochemicalchangesofplantseeds,whic

7、hhavebeenexposedtospaceenvironmentinrecoverablesatellite.InordertoinvestigateLeUCP'sconnectionwiththehighyieldoftomatomutants,weclonedtheUCPcDNAofnormaltomato(control).Byusing5'RACEand3'RACEmethod,a3536ptomatoESTwithhighhomologytoStUCPwasusedtoobtainthe4486p5'endsequ

8、enceand628bp3'endsequence.Thenthe1429bpcompletecDNAsequenceofLeUCPwasobtainedbyRT-PCRThecDNAcontainsanopenreadingframeof921byandenc