本文選題：DUF1336 + CDE　； 參考：《山東農業(yè)大學》2016年碩士論文

【摘要】：擬南芥CDE基因家族包含5個基因(CDE1,At1g10410;CE2,At1g13970;CDE3,At1g59650;CDE4,At3g29180;CDE5,At5g39430),都包含 DUF1336 結構域,屬于DUF1336基因家族。DUF1336基因家族共包含15個基因。目前對擬南芥DUF1336家族基因的研究較少,僅有關于EDR2的報導,該基因與擬南芥對白粉病的抗性有關。課題對擬南芥CDE家族基因進行了相關研究,主要結果如下:課題對DUF1336基因家族的生物信息學信息進行了分析。對DUF1336基因家族所表達蛋白質的序列進行比對分析,發(fā)現(xiàn)該家族基因產生的蛋白質依據(jù)其結構可以分為三類,一類包含PH結構域、START結構域和DUF1336結構域,一類基本只包含DUF1336結構域,最后一類包含DUF1336結構域和N端的一段肽鏈,CDE基因家族屬于最后一類。通過基因序列的比對分析發(fā)現(xiàn)DUF1336家族基因為植物特異。多物種DNA序列比對分析發(fā)現(xiàn)進化中較早產生的植物中不含DUF1336家族基因,而在被子植物中,許多物種也沒有DUF1336家族基因。除此之外,還對CDE基因家族的蛋白質結構使用相關軟件進行了預測。蛋白質跨膜性預測分析顯示CDE基因家族表達的蛋白質為非跨膜蛋白。對CDE家族基因的相關突變體進行研究,轉錄組學數(shù)據(jù)(AtGenExpress Visualization Tool,http://www.arabidopsis.org/)顯示脅迫處理會使CDE家族基因的表達水平發(fā)生明顯變化,但對CDE1、CDE4的缺失突變體和野生型對照進行氯化鈉處理和甘露醇處理,結果沒有發(fā)現(xiàn)突變體有明顯的表型。在擬南芥生長的幼苗時期(7d),有蓮座葉但抽薹前和植株成熟時(產生成熟果莢)這三個時期對擬南芥各個部位進行半定量RT-PCR和GUS染色,用來分析擬南芥CDE家族基因的表達模式。半定量RT-PCR的結果顯示:CDE1,CDE2,CDE3,CDE4在擬南芥幼苗時期根中的表達量高于地上部,在成熟植株中根、莖、花器官中表達量較高,CDE2,CDE4在花粉中的表達明顯高于其它部位;CDE5全程未檢測到基因表達。GUS染色分析顯示:CDE基因家族5個基因的表達有差異,但很多地方相似,CDE1,CDE2,CDE3,CDE4在擬南芥營養(yǎng)生長時期集中在根尖,地上部氣孔、葉脈中表達,生殖生長時期地上部集中在花器官中表達;CDE5表達量較少,且該基因與氣孔關系密切;同時實驗中發(fā)現(xiàn)CDE4的GUS材料在受到機械損傷時會在附近產生較多的GUS信號,表明CDE家族基因可能與機械損傷和脅迫相關。課題通過對DUF1336基因家族生物信息學信息的分析,CDE家族基因相關突變體的研究,半定量RT-PCR及GUS染色分析CDE基因家族表達模式這些實驗,獲得了CDE基因家族的一些基礎性信息,為以后對CDE基因家族功能的研究提供了基礎。
[Abstract]:The CDE gene family of Arabidopsis thaliana contains five genes, CDE1, At1g1041010, CE2U, At1g13970, CDE3, At1g59650, CDE5, AT3G29180CDE5, At5g39430, all of which contain DUF1336 domain, and belong to the DUF1336 gene family. The DUF1336 gene family contains 15 genes. There are few studies on Arabidopsis DUF1336 family genes, only about EDR2, which is related to resistance to powdery mildew in Arabidopsis thaliana. The main results are as follows: the bioinformatics information of DUF1336 gene family was analyzed. By comparing the sequences of proteins expressed in DUF1336 gene family, it was found that the proteins produced by DUF1336 gene family could be divided into three groups according to their structures, one containing PH domain, the other containing DUF1336 domain, and the other containing only DUF1336 domain. The final family of peptide chain CDE genes containing DUF1336 domain and N terminal belongs to the last class. By the alignment analysis of gene sequences, the DUF1336 family was found to be specific to plants. Multiple species DNA sequence alignment analysis showed that there were no DUF1336 family genes in plants born earlier in evolution, while in angiosperms, many species did not have DUF1336 family genes. In addition, the protein structure of CDE gene family was predicted by software. Protein transmembrane prediction analysis showed that the proteins expressed by CDE gene family were non-transmembrane proteins. In this study of CDE family genes, transcriptome data show that stress treatment can significantly change the expression level of CDE family genes, as shown by AtGenExpress Visualization tool http: / www.arabidopsis.orgr. However, sodium chloride and mannitol treatments were used to treat the deletion mutant and wild type control of CDE1 / CDE4, and no obvious phenotype was found in the mutant. At the seedling stage of Arabidopsis thaliana, there were rosette leaves before bolting and mature fruit pods. Semi-quantitative RT-PCR and GUS staining were used to analyze the expression pattern of CDE family genes in Arabidopsis thaliana. The results of semi-quantitative RT-PCR showed that the expression of CDE2 + CDE3 CDE4 in roots of Arabidopsis thaliana seedlings was higher than that in shoots, and the expression of CDE4 in roots and stems of mature plants was higher than that in roots of Arabidopsis thaliana seedlings. The expression of CDE2CDE4 in flower organs was significantly higher than that in other parts of pollen. The results of Gus staining showed that there were differences in the expression of 5 genes in the gene family of 20% CDE gene family. But in many places, CDE1, CDE2, CDE3, CDE4 were expressed in root tip, shoot stomata and leaf vein during vegetative growth of Arabidopsis thaliana, and the expression of CDE5 in floral organs was less in shoot during reproductive growth, and the gene was closely related to stomata. At the same time, it was found that the GUS material of CDE4 produced more GUS signals in the vicinity when it was subjected to mechanical damage, indicating that the CDE family genes might be related to mechanical damage and stress. Through the analysis of bioinformatics information of DUF1336 gene family, the study of gene related mutants of DUF1336 family, semi-quantitative RT-PCR and GUS staining to analyze the expression pattern of CDE gene family, some basic information of CDE gene family were obtained. It provides a basis for the study of the function of CDE gene family in the future.
【學位授予單位】：山東農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：Q943.2

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本文編號：1870211