玉米γ-Zein多肽融合增强外源重组蛋白在大豆种子中的高效积累

作者：贺红利; 牛陆; 杨静; 邢国杰; 赵倩倩; 杜茜; 程云清^*; 杨向东^*

来源：农业生物技术学报, 2018, 26(10): 1650-1658.

• 大豆
• γ-Zein
• 多肽融合
• 蛋白体
• 外源重组蛋白

大豆(Glycine max)种子的高水平蛋白合成和积累能力,为外源重组蛋白的高效表达提供了理想的表达宿主。为进一步提高外源蛋白在大豆种子中的表达水平,本研究基于多肽融合策略,研究玉米(Zea mays)醇溶蛋白γ-Zein对外源蛋白在大豆种子中积累水平的影响。采用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法,分别将大豆种子特异性启动子基因β’-伴球蛋白基因启动子(β-conglycininalpha subunit promoter, BCSP)驱动的绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)编码基因和Zein-GFP基因导入栽培大豆品种,共获得Zein-GFP转基因植株41株,GFP转基因植株46株。反转录PCR(reverse transcription PCR, RT-PCR)和Western blot检测表明,外源基因Zein-GFP和GFP在转基因大豆种子中均能够正常转录和翻译。选取外源基因mRNA表达水平相近的T3代转基因大豆株系进行酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)分析表明,转基因大豆种子中融合蛋白Zein-GFP平均表达水平为1.51%TSP (1.37%1.60%TSP)(可溶性蛋白总量, total soluble protein),未融合蛋白GFP平均表达水平为0.14%TSP(0.13%0.15%TSP)。融合蛋白Zein-GFP在转基因大豆种子中的积累水平较GFP提高10.78倍。激光共聚焦扫描分析进一步表明,融合蛋白Zein-GFP在转基因大豆种子中主要以蛋白体的形式存在,而未融合GFP蛋白则主要分布在胞质中。本研究结果表明,γ-Zein多肽融合促进了重组蛋白在细胞蛋白体中的积累,并显著提高其在大豆种子中的表达水平。本研究为加快大豆种子反应器的应用提供依据。

• 单位
  吉林省农业科学院; 生命科学学院; 吉林师范大学