發(fā)布時(shí)間：2020-04-04 20:15

【摘要】：親免蛋白是免疫反應(yīng)抑制劑在細(xì)胞中的受體,根據(jù)結(jié)合的受體的不同,親免蛋白分為FKBP(FK506 banding protein)類型和CYP(Cyclophilins)類型兩大類。親免蛋白在生物界中普遍存在尤以植物中含量最多,以模式植物擬南芥為例,擬南芥中總共含有52種親免蛋白,有23個(gè)是FKBP類型,29個(gè)是CYP類型的,有17個(gè)親免蛋白是存在于葉綠體中,葉綠體是含有的親免蛋白最多的細(xì)胞器。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,擬南芥葉綠體中的親免蛋白CYP38對(duì)PSII的正確組裝及穩(wěn)定性維持具有重要的作用,進(jìn)而影響光合作用。本論文主要是對(duì)擬南芥親免蛋白FKBP17-3的功能進(jìn)行初步探究。我們用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)制備并篩選fkbp17-3的純合突變株,在蛋白質(zhì)層次上證明突變體中的FKBP17-3這一蛋白在植物體中提前終止了翻譯。fkbp17-3的純合突變株出現(xiàn)早花的表型,我們先將它和野生型植株回交三代,消除了一些可能的非相關(guān)突變,再將野生型的FKBP17-3轉(zhuǎn)入突變體中,即通過(guò)遺傳互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)證實(shí)發(fā)現(xiàn)表型能夠回復(fù),說(shuō)明早花表型確實(shí)由于fkbp17-3基因突變?cè)斐傻�。接下�?lái)我們就探究早花表型出現(xiàn)的原因進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn),同時(shí)也進(jìn)一步挖掘fkbp17-3純合突變株除了早開(kāi)花的表型以外在生理生化方面還有那些表型,發(fā)現(xiàn)fkbp17-3純合突變株的根對(duì)鹽和蔗糖的敏感度比野生型植株弱,但fkbp17-3純合突變株的含糖量和野生型植株的含糖量差別不是特別明顯。通過(guò)亞細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn)說(shuō)明親免蛋白FKBP17-3確實(shí)是定位在擬南芥葉綠體中的,所以接下來(lái)探究fkbp17-3純合突變株是否是因?yàn)橛绊懥斯夂献饔枚鴮?dǎo)致的早花表型。雖然突變株的葉綠素含量和野生型植株沒(méi)有明顯的差別,但從Blue Native聚丙酰胺凝膠電泳結(jié)果表明突變株可能稍微的影響了參與葉綠體光合作用的蛋白。用Dual-PAM-100儀器測(cè)量PSI和PSII光量子含量以及NPQ的光響應(yīng)結(jié)果可以看出PSI和PSII光量子產(chǎn)量沒(méi)有顯著差別,fkbp17-3純合突變株在光強(qiáng)度低于500μmol×m~(-2)×s~(-1)時(shí)NPQ低于野生型的值,說(shuō)明fkbp17-3純合突變株可能在低光強(qiáng)時(shí)稍微影響一些光合作用影響開(kāi)花。由于FKBP17-3(AT1G73655)和FKBP17-2(AT1G18170)基因位于同一條染色體上,且表達(dá)的蛋白親緣性也很近,突變體都是早花表型,fkbp17-3A突變株與fkbp17-2突變株雜交并篩選純合雙突,發(fā)現(xiàn)當(dāng)光強(qiáng)低于100μmol·m~(-2)·s~(-1)時(shí),在抽苔前,同一時(shí)期(在10到15天之間)雙突變植株比野生型植株、fkbp17-3A突變植株、fkbp17-2突變株長(zhǎng)得大,且雙突變株早花更明顯,說(shuō)明FKBP17-3和FKBP17-2基因在功能上的相似性。
【圖文】：

西北大學(xué)碩士學(xué)位論文本課題研究的實(shí)驗(yàn)材料對(duì)親免蛋白的功能進(jìn)行探究。擬南芥中有一共 52 個(gè)親免蛋白，23 個(gè)屬于 FKBP 類型，29 個(gè)是 CYP 類型的。擬南芥親免蛋白中有 17 個(gè)（FKBP13、FKBP16-1、FKBP16-2、FKBP16-3、FKBP16-4、FKBP17-1、FKBP17-2、FKBP17-3、FKBP18、FKBP19、FKBP20-2、CYP20-2、CYP26-2、CYP28、CYP37、CYP38、CYP20-3）是定位于葉綠體的，其中 16 個(gè)定位于類囊體中，，只有 CYP20-3 是定位于葉綠體基質(zhì)中的[3,9]。把定位于葉綠體的 17 個(gè)親免蛋白的成熟肽用 MEGA6 軟件進(jìn)行了系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析如圖 1.1，發(fā)現(xiàn)它們?cè)谶M(jìn)化上的親緣性較近。這 17 個(gè)親免蛋白在近幾年上除了FKBP17-2，F(xiàn)KBP17-3 外都有相關(guān)的研究。

但是在進(jìn)化中沒(méi)有被淘汰掉，并且對(duì)比他們的蛋白序列可以看出它們?cè)诘鞍仔蛄猩嫌斜容^高的保守性如圖1.2，這從側(cè)面也反映出親免蛋白 FKBP17-3 在擬南芥葉綠體中可能起著重要作用，研究它的功能是很有意義以及必要的。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q945

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1 霍艷爽;擬南芥親免蛋白FKBP17-3功能的研究[D];西北大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2614028