【摘要】：根毛是由植株根系表皮的單細(xì)胞向外凸起形成的管狀結(jié)構(gòu)。根毛占根表面積的77%,它通過(guò)增加表皮細(xì)胞的吸收面積來(lái)促進(jìn)植物對(duì)水分養(yǎng)分的攝取,實(shí)現(xiàn)植物的固著、與環(huán)境互作等。根毛發(fā)育是細(xì)胞極性生長(zhǎng)的一種極端類型——頂端生長(zhǎng),可在十幾小時(shí)內(nèi)向特定方向生長(zhǎng)十幾倍的細(xì)胞長(zhǎng)度。這種頂端生長(zhǎng)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,受到鈣離子濃度、磷酸肌醇、囊泡運(yùn)輸、活性氧、細(xì)胞壁、細(xì)胞骨架等諸多因素的精細(xì)調(diào)控。AtGDPD-Lie是編碼甘油磷酸二酯磷酸二酯酶(GDPD)類似基因,其家族基因AtGDPD-Like3在擬南芥的根毛組織中高豐度表達(dá)。該基因的表達(dá)與擬南芥的根毛形態(tài)發(fā)生密切有關(guān),是根毛伸長(zhǎng)所必須的,shv3缺失突變體導(dǎo)致嚴(yán)重的根毛發(fā)育缺陷。本實(shí)驗(yàn)為了研究AtGDPD-Like3蛋白質(zhì)功能行使的作用機(jī)制,篩選鑒定了 AtGDPD-Like3蛋白質(zhì)氨基酸序列中決定其功能的關(guān)鍵位點(diǎn),主要研究結(jié)果如下:利用三引物法鑒定了AtGDPD-Lie3基因的T-DNA插入突變體SALK_137845,半定量RT-PCR結(jié)果顯示SALK_137845是AtGDPDL-Like3的敲除突變體,該突變體atgdpdl3有著嚴(yán)重的根毛發(fā)育缺陷,其28d苗出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢表型。擬南芥AtGDPD-Like3基因,其Locus位點(diǎn)為At4G26690,含有8個(gè)外顯子和7個(gè)內(nèi)含子,全長(zhǎng)CDS序列包含2280個(gè)核苷酸、編碼759個(gè)氨基酸。同源性檢索發(fā)現(xiàn),在大豆、毛果楊、高粱等物種中均存在AtGDPD-Like3同源基因。通過(guò)序列的一致性比對(duì)分析,將 Asp86、Asp128、Ser206、Gly261、His289、Asp400、Ser538、Va1556、Asp628 這 9 個(gè)保守的氨基酸位點(diǎn)作為突變的目標(biāo)位點(diǎn)。為了鑒定AtGDPD-Like3關(guān)鍵氨基酸位點(diǎn),針對(duì)AtGDPD-Like3蛋白質(zhì)中9個(gè)保守的氨基酸位點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)單突變,構(gòu)建了一系列攜帶不同單點(diǎn)突變的AtGDPD-Like3,并將其分別轉(zhuǎn)入atgdpdl3突變體菌株進(jìn)行功能互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)。觀察各單點(diǎn)突變的AtGDPD-Like3恢復(fù)atgdpdl3突變體根毛缺陷程度并對(duì)根毛進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)AtGDPD-Like3蛋白質(zhì)中保守的第Asp86、His289突變后,不能恢復(fù)atgdpdl3突變體根毛發(fā)育缺陷表型,說(shuō)明Asp86、His289突變后AtGDPD-Like3蛋白質(zhì)功能喪失,Asp86、His289是影響AtGDPD-Like3功能的關(guān)鍵氨基酸位點(diǎn);AtGDPD-Like3蛋白質(zhì)中保守的第Ser206、Va1556、Asp628突變后均能明顯恢復(fù)atgdpdl3突變體根毛生長(zhǎng)異常的表型,說(shuō)明Ser206、Val556、Asp628突變后對(duì)AtGDPD-Like3的互補(bǔ)功能不起決定性作用,Ser206、Val556、Asp628不是影響AtGDPD-Like3蛋白質(zhì)功能的關(guān)鍵氨基酸位點(diǎn);AtGDPD-Like3蛋白質(zhì)中保守的第Asp128、Gly261、Asp400、Ser538突變后只是部分恢復(fù)atgdpdl3突變體根毛發(fā)育缺陷表型,說(shuō)明Asp128、Gly261、Asp400、Ser538突變后對(duì)AtGDPD-Like3功能行使也有一定的影響,Asp128、Gly261、Asp400、Ser538也是影響AtGDPD-Like3蛋白質(zhì)功能的較為關(guān)鍵的氨基酸位點(diǎn)。綜上,Asp86、Asp128、Gly261、His289、Asp400、Ser538 是 AtGDPD-Like3 蛋白質(zhì)氨基酸序列中決定其功能的關(guān)鍵位點(diǎn);Ser206、Va1556、Asp628保守的氨基酸殘基不是影響AtGDPD-Like3蛋白質(zhì)功能的關(guān)鍵位點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q943.2
【圖文】：

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本文編號(hào)：2712866