拟南芥表皮模式因子EPFs的表达纯化与功能鉴定

气孔密度是影响农作物产量的重要形态学指标。文中以拟南芥气孔发育相关的表皮模式因子(EPFs)为研究对象,构建原核表达载体并进行蛋白表达和纯化,并与新型气体信号分子硫化氢(H2S)建立联系。首先克隆基因AtEPF1、AtEPF2和AtEPFL9,构建pET28a表达载体;然后对重组质粒pET28a-AtEPF1、pET28a-AtEPF2和pET28a-AtEPFL9进行酶切检测和测序,结果显示重组载体构建成功;分别转入大肠杆菌BL21(DE3)进行异丙基β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达。优化后的表达条件:IPTG诱导浓度分别为0.5、0.3、0.05mmol/L;最适诱导温度分别为28℃、28℃和16℃;最适诱导时间分别为16 h、16 h和20 h;经Ni琼脂糖凝胶柱纯化获得融合蛋白,大小分别为18 kDa、19 kDa和14.5 kDa左右。将纯化到的AtEPF2和AtEPFL9蛋白分别处理拟南芥幼苗,与对照相比,其H2S产率均有不同程度的变化,且差异显著。即表皮模式因子AtEPFs影响植物内源H2S信号的产生。为后续深入研究H2S和EPFs对植物气孔发育影响的作用机制奠定基础,对增加作物产量、增强植物抗逆性有重要意义。

甜瓜CmEPF基因家族的鉴定及表达分析

【目的】表皮模式因子(epidermal patterning factor,EPF)是一类植物特有的分泌蛋白,在植物生长发育特别是气孔形态建成过程中发挥着重要作用,旨为揭示甜瓜EPF基因的特性和功能。【方法】对甜瓜CmEPF基因家族进行基因组鉴定,利用生物信息学手段对其基因结构、系统进化以及组织表达特性进行分析。【结果】甜瓜基因组存在11个可分为3个亚家族的CmEPF成员,它们的基因结构相对保守,含有1-3个内含子,且大都分布于甜瓜的叶绿体上;基于系统进化分析将其分为3个亚家族。不同器官RT-qPCR分析发现,CmEPFs基因在甜瓜器官中广泛表达,但不同家族成员在不同器官中的表达模式存在差异,其在第二片叶表达量较高,且气孔密度、光合速率和蒸腾速率最高,其表达量与光合参数和气孔密度显著相关。【结论】CmEPFs基因通过影响甜瓜的气孔密度,影响其光合作用,从而调控甜瓜叶片气孔对外界环境的响应。