[发明专利]桑树核糖体蛋白S3a及其应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，涉及到一种桑树核糖体蛋白S3a及其应用。

背景技术

植物在生长发育过程中，常常会受到诸多不良逆境如干旱、低温、盐渍等因素引起的脱水胁迫的影响，会引起其体内发生一系列复杂的生理生化变化。蛋白质的合成途径受到抑制，同时产生许多新蛋白来应对危机。

核糖体蛋白是生物进化过程中一类高度保守的蛋白家族，其中在真核细胞中发现的核糖体蛋白已经有80多种，它们在蛋白质的核糖体功能的发挥及生物合成方面起着关键的作用。核糖体是蛋白质合成的场所，它是由4种核糖体RNA(rRNA)和70多种核糖体蛋白质组成的蛋白质-RNA复合体。核糖体的生物活性是与细胞对蛋白质合成的需求相互协调作用的，细胞增生活跃时伴随有核糖体的生物活性升高。核糖体蛋白S3a位于核糖体40S亚基和60S亚基的接触面上，是一个高度保守的蛋白质，参与组成核糖体40S亚基，分子量约为29.8kD。能够和转录起始因子eIF-2，e IF-3，eEF-2、tRNA、18S RNA及mRNA等结合在一起，具有调节转录、RNA加工、DNA复制等功能，影响核糖体翻译功能的启动，并特异性的调控一些参与细胞生命活动的重要蛋白质的合成，广泛参与细胞的生长发育和分化。

研究发现，核糖体蛋白S3a与细胞代谢、细胞凋亡、机体免疫及信号转导等密切相关。孙阿萍等应用GST基因融合蛋白系统制备了RPS3a及其多克隆抗体，通过Western Blot法检测RPS3a在整个细胞凋亡过程中的表达情况，探究细胞凋亡的可能生化途径和机制，首先是用GST基因融合蛋白系统制备核糖体蛋白质S3a。结果表明核糖体蛋白质S3a位于大小核糖体亚基的接触面上，该部位是核糖体结合翻译启动因子eIF2，eIF3，Met-tRNA，Phe-tRNA和mRNA的位置；因此RPS3a水平的变化将影响到核糖体翻译功能的启动，也很可能特异性地抑制了某些参与细胞生命活动的重要蛋白质的合成，影响细胞的正常代谢，从而引起细胞凋亡。因此，核糖体蛋白S3a蛋白质水平的变化可能是细胞凋亡途径中的一个重要生化环节而发挥着重要的功能作用。

目前，从高等的哺乳动物到低等的细菌等，已经有很多物种的核糖体蛋白S3a基因被成功克隆和分析，且核糖体蛋白S3a的一些核糖体外的功能也得到验证。朱保健等以野生绢丝昆虫柞蚕(Antheraea pernyi)为材料，克隆得到柞蚕核糖体蛋白基因S3a的全序列并进行表达模式分析，研究发现通过RT-PCR扩增克隆得到的柞蚕核糖体蛋白S3a基因编码的氨基酸序列和已克隆的鳞翅目昆虫柳蚕的核糖体蛋白S3a基因编码的蛋白序列拥有高度的同源性。从构建的柞蚕及其它10个物种的核糖体蛋白S3a蛋白的氨基酸序列进行系统进化树分析，发现鳞翅目昆虫、双翅目昆虫和脊椎动物出现了明显的分支，而不同物种核糖体蛋白S3a蛋白的氨基酸在某些区域内表现出高度的保守性。此外不同物种间的核糖体蛋白S3a蛋白的末端氨基酸的数量和种类差别也很大，这种差异可不可以作为分析遗传进化的参考，由于样本量的限制，还需要今后进一步的深入探讨论证。RT-PCR结果显示，柞蚕核糖体蛋白S3a基因在所检测的5龄幼虫组织中呈现出组成性表达，这可能与其具有核糖体外的生物学功能有关。

近年来进一步的研究表明，核糖体蛋白除了在蛋白合成过程中起到重要作用，还发现多种核糖体蛋白具有其独特的核糖体外功能。但目前关于RPS3a核糖体外功能的研究主要集中在其对肿瘤细胞增殖、分化及凋亡的影响等方面，迄今尚不清楚植物RPS3a基因是否参与胁迫反应。

桑树作为应用于蚕桑产业一种重要的经济作物，是家蚕(Bombyx mori)的唯一饲料来源。我们用已克隆得到的鲁桑品种(Morus multicaulis)育71-1MmRPS3a基因全长序列。通过生物信息学分析其序列特征。同时，利用荧光定量PCR的方法检测了MmRPS3a在干旱、低温、盐胁迫以及抗病感病条件下的转录水平的变化规律。通过对该基因的研究，使我们从分子水平了解到桑树核糖体蛋白S3a基因在不同胁迫条件下的表达情况。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供一种桑树核糖体蛋白S3a及其应用，可以标识植物是否处于盐胁迫、干旱或抗病感病等生长环境。

技术方案：桑树核糖体蛋白S3a，序列如SEQ ID NO.2所示。

编码桑树核糖体蛋白S3a的基因，序列如SEQ ID NO.1所示。

所述桑树核糖体蛋白S3a作为植物非生物胁迫表达标志物中的应用。

所述编码桑树核糖体蛋白S3a的基因作为植物非生物胁迫表达标志物中的应用。