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高山离子芥(拉丁名：Chorispora bungeana)是一种高海拔冰缘地带的多年生十字花科植物,它独特的生长环境造就了与普通十字花科植物不同的生理和生长特征。例如：特殊的形态解剖学特征、异于低海拔植物的抗冻机制等。本研究着眼于这些独特的生理现象,克隆了与拟南芥蔗糖转移酶基因AtSUT4基因同源的CB7399的全长cDNA序列,证实了该基因冷胁迫下表达量显著升高；并通过在拟南芥中超表达该基因,揭示了蔗糖转移酶基因CB7399的部分生理学功能,为该基因在高山离子芥独特的生理适应效应研究奠定了基础。本研究得到了以下结果：(1)通过RACE方法,获得了高山离子芥蔗糖转移酶基因CB7399的全长cDNA序列共1557bp,并通过在NCBI网站上序列对比发现其与拟南芥AtSUT4基因同源；利用SigalIP 3.0预测显示该基因所编码的氨基酸序列无信号肽序列；TMHMM2.0和Phyre2在线工具预测都显示该基因编码的蛋白质有12个跨膜结构域。(2)通过RT-PCR的方法检测了高山离子芥CB7399基因在冷胁迫条件下表达量显著升高,然而拟南芥AtSUT4在冷胁迫条件下表达量基本保持不变。(3) 利用Gateway系统获得了CB7399基因三个超表达表达载体,分别命名为pEarlygate101-CB7399、pEarlygate104-CB7399、 pEarlygate100-CB7399。并导入到根癌农杆菌GV3101菌株中,花序浸染法浸染拟南芥生态型Col,并通过筛选分别获取了5个pEarlygate101-CB7399、7个pEarlygate104-CB7399、4个pEarlygate100-CB7399line的T3代纯合转基因株系。(4)用共聚焦荧光显微镜观察pEarlygate101-CB7399、pEarlygate104CB7399超表达转基因植株发现,无论在该基因的N端还是C端连接标签YFP,该基因所编码的蛋白质均定位于细胞质膜和液泡膜上。(5) RT-PCR鉴定pEarlygate104:-CB7399不同Line转基因株系CB7399基因表达量,并挑选了Line3、Line、Line10三个表达量有差异的pEarly gate104-CB7399转基因株系,分别测定了叶片糖含量和在冷胁迫条件下的电导率,结果显示这三个Line转基因植株叶片中蔗糖和果糖含量都较Col低；另外冷胁迫下无论冷驯化(CA)还是非冷驯化(NCA) pE-arlygate104:-CB7399转基因植株叶片LT50都要稍高于Col,尤其是表达量较高的L10表现得更为突出；无论含1%蔗糖还是无蔗糖的1/2MS培养基上,添加150mM、200mM NaCl条件下pEarlygate104-CB7399转基因植株的生长情况都较Col旺盛,种子萌发率比Col高,根长稍长于Col。(6)为了分析超表达CB7399基因与AtSUT4基因在拟南芥中所引起的生理变化的差异,我们构建了AtSUT4的两个超表达载体：pEarlygate101-AtSUT4, pEarlygate100-AtSUT4。并分别获得了5个、3个纯合体的超表达转基因株系。RT-PCR检测显示pEarlygate100-CB7399、pEarlygate 100-AtSUT4转基因植株不同Line表达量基本一致,转基因叶片蔗糖含量都有下降,而不同的是pEarlygate100-CB7399转基因植株叶片果糖也有下降。LT50测定显示两者的转基因植株都较Col稍高。(7)暗培养观察pEarlygate100-CB7399、pEarlygate100-AtSUT4转基因植株下胚轴和根发现比Col稍短,以及土培观察发现pEarlygate100-CB7399转基因植株L1、L10和pEarlygate100-AtSUT4L3叶片有不同程度的翻转现象。本研究我们克隆得到的蔗糖转移酶基因CB7399基因属于GroupⅣ型的SUTs,它定位于细胞质膜和液泡膜上,参与植物体蔗糖的转运和胁迫响应。另外本文通过异源表达的方式对正常环境条件下无法生长或发育的物种进行研究,来间接的揭示这些物种中相关基因的编码的蛋白功能,为这些物种中相关基因的研究提供了可能。