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摘要
豆科植物与根瘤菌的共生固氮作用是生物固氮系统最为重要的一部分，通过研究结瘤相关基因的功能，对揭示豆科植物生物固氮的分子基础具有重要意义。从刺槐中分离鉴定得到的一个结瘤相关基因RpRPL22与核糖体蛋白大亚基（RPL） 22e高度同源，通过分析该基因的动态表达水平、过表达对植株生长的影响以及亚细胞定位情况，为探究相关基因在豆科植物-根瘤菌共生固氮过程中的分子基础与调控功能提供新的思路。首先提取刺槐根部总RNA，利用候选基因cDNA末端快速扩增技术（RACE）获得目的基因的cDNA全长序列。经实时荧光定量PCR技术（qRT-PCR）分析RpRPL22在接菌后不同时间和植物组织的表达变化。构建目的基因亚细胞定位重组载体，利用电转化法和基因枪分别将重组载体转化至农杆菌介导转化植物根部和洋葱表皮细胞，通过观察GFP-RpRPL22融合表达蛋白荧光信号进行亚细胞定位分析。构建过表达载体，经农杆菌介导转化植株，统计观察过表达转化植株的生长表型和共生结瘤情况。经荧光定量表达分析，目的基因RpRPL22在所有接菌根中的相对表达量均显著低于相同接种时间的对照（即为接种无菌水的根），接菌第25天除外。在根瘤中，也检测到接菌后第25天该基因的表达量最高。洋葱表皮亚细胞定位与毛状根亚细胞定位结果均显示RpRPL22融合绿色荧光蛋白的发光信号主要在细胞核与细胞质表达。目的基因过表达对植株的生长发育、共生结瘤有显著的促进作用并且能够延缓根瘤的衰老。综上，在氮素缺乏的条件下，刺槐RpRPL22作为核糖体蛋白L22e的同源蛋白以促进豆科植株的生长发育和共生结瘤等方式参与固氮全过程，结合其亚细胞定位结果，对进一步揭示核糖体蛋白在共生固氮作用中的功能作用提供了研究基础。
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