天麻抗真菌蛋白(GAFP)家族体外表达抑菌活性比较及转化水稻研究

天麻抗真菌蛋白(Gastrodia antifungal protein简称GAFP)是从传统中药天麻中提取的一种小分子量蛋白,它的存在是天麻为防止与其共生的密环菌(Armillariella mellea)过度侵染而形成的防御体系的生化基础。研究证明:GAFP定位于块茎的表皮和皮层,是天麻初生块茎被密环菌侵染后诱导合成的,合成部位可能是皮层的大型细胞。体外抑菌实验表明,除密环菌之外,GAFP对许多种真菌,特别是病原真菌具有强烈的抑制作用。作为一种具有广谱抗真菌活性的蛋白,GAFP在植物抗真菌基因工程上具有广阔的应用前景。 关于GAFP的研究多集中于GAFP1,然而对于后来初步发现的GAFP其他成员G2、G3、G4的研究相对较少。 本研究在前人研究的基础上,首次将GAFP家族4个成员作为一个体系分别进行研究,并尝试比较4个成员之间的功能差异。为此,设计构建2300-35S-ocs转化载体并转化棉花、水稻等植物,同时,建立并利用His和MBP两套纯化体系对GAFP蛋白进行体外表达和纯化,之后进行抑菌试验。证明GAFP家族蛋白在体外表达的情况下依然能保持对真菌的抑制作用,同时该抑制作用应该同样具有广谱性。GAFP家族蛋白对真菌的抑制作用强度不尽相同。相对而言G3最为效果显著、稳定,其次G1效果也得到肯定,而G2、G4相对较弱且效果不稳定。