新型芥子酶基因TGG4和TGG5的表达调控及生物学功能研究

芥子酶是白花菜目植物特有的硫代葡糖苷酶。在植物体受到害虫或病菌侵害时，芥子酶将硫代葡糖苷降解为有毒化合物，抵御病虫侵害。TGG4、TGG5和TGG6是我们在拟南芥中首次发现的新型芥子酶基因。这些基因及其编码蛋白质与已知芥子酶差异很大，表现在基因结构、蛋白质聚合状态及信号肽类型等方面。在酵母中表达的重组蛋白具有很强芥子酶活性。TGG4与TGG5虽然有97%的相似性，它们重组蛋白的聚合结构和酶特性却明显不同。初步表达调控研究结果表明TGG4、TGG5基因在根部特异表达。本项目拟在现有基础上，通过对TGG4和TGG5基因的表达调控机制、酶蛋白在植物细胞中的多聚结构和分布位置、过量和抑制表达的生物效应等方面的研究,来探讨它们的生物学功能。本研究对理解植物抗病虫的机制、蛋白质的结构和功能的关系具有一定帮助，根部特异表达的研究对作物根部病虫的生物防治有较大理论和应用价值。