本文關(guān)鍵詞：小麥IQD家族基因的克隆及功能研究

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【摘要】：小麥(Triticum aestivum L.,6n=42,AABBDD)是全球主要的糧食作物之一,為中國第三大糧食作物。本研究采用的中國春小麥(Chinese spring,CS)不僅是小麥基因的功能研究中廣泛應(yīng)用的小麥品種,也是用于小麥全基因組測序的小麥品種。IQD基因家族是植物特有的多基因家族之一。IQD家族蛋白的標(biāo)志性特征是具有由67個氨基酸組成的IQ67結(jié)構(gòu)域,該結(jié)構(gòu)域包含重復(fù)排列的鈣調(diào)素招募基序,很可能介導(dǎo)IQD蛋白與CaM之間的互作。對不同植物中的IQD家族基因的鑒定和功能研究,有助于揭示IQD家族蛋白參與的分子途徑,為闡明IQD蛋白參與鈣離子/鈣調(diào)素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的機制提供知識基礎(chǔ)。為了對小麥IQD基因進行鑒定、克隆和功能研究,本論文以中國春小麥為研究材料開展了三方面的工作。首先,利用生物信息學(xué)分析篩選和鑒定了小麥IQD家族的9個候選cDNA序列。對候選cDNA序列編碼蛋白進行序列比對,對候選小麥IQD蛋白中是否含有IQD家族特有的IQ67結(jié)構(gòu)域進行驗證。通過小麥IQD蛋白(TaIQD)與擬南芥IQD蛋白的多重序列比對和進化分析對這些TaIQD蛋白進行了命名。其次,通過同源克隆的方法從中國春小麥獲得了這8個TaIQD的全長CDS序列。構(gòu)建了熒光蛋白與TaIQD蛋白融合蛋白的表達載體,并通過原生質(zhì)體暫態(tài)表達體系對熒光蛋白標(biāo)記的TaIQD蛋白的亞細(xì)胞定位進行了分析,發(fā)現(xiàn)部分TaIQD蛋白在細(xì)胞中廣泛分布于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜,部分TaIQD蛋白定位于細(xì)胞中的絲狀結(jié)構(gòu),這些絲狀結(jié)構(gòu)很可能代表細(xì)胞骨架。第三,構(gòu)建了組成型35S啟動子驅(qū)動的過量表達載體,在擬南芥中過量表達了小麥TaIQDl8-2和TaIQD2-2基因,獲得了穩(wěn)定表達TaIQD18-2和TaIQD2-2的轉(zhuǎn)基因系。通過對過表達系植株的表型觀察,發(fā)現(xiàn)過表達TaIQD18-2能明顯影響擬南芥葉片形態(tài)的發(fā)育,過表達TaIQD2-2影響擬南芥角果在主莖上的排布方式。綜上所述,上述結(jié)果不僅首次鑒定了TaIQD家族基因,并且通過生物信息學(xué)分析,蛋白亞細(xì)胞定位研究以及構(gòu)建擬南芥中TaIQD基因的過表達系為后續(xù)深入研究TaIQD參與植物發(fā)育調(diào)控的作用機理提供了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：小麥 IQD基因 同源克隆 亞細(xì)胞定位 過表達
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q943.2;S512.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 文獻綜述10-18
• 1.1 IQD家族蛋白的研究進展10-15
• 1.1.1 Ca~(2+)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和植物Ca~(2+)感受蛋白10-11
• 1.1.2 鈣調(diào)素結(jié)合蛋白(CaM-Binding Proteins,CaMBPs)11-12
• 1.1.3 IQD蛋白的理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征12-13
• 1.1.4 IQD基因家族起源和進化關(guān)系分析13-14
• 1.1.5 IQD基因功能研究14-15
• 1.2 小麥基因功能研究進展15-16
• 1.2.1 小麥基因組測序進展15-16
• 1.2.2 同源比對在小麥基因功能研究中的意義16
• 1.3 本研究的目的和意義16
• 1.4 主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 小麥IQD家族基因的篩選和克隆18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 材料與方法18-21
• 2.2.1 小麥IQD家族基因的鑒定18
• 2.2.2 候選TaIQD家族蛋白進化分析18
• 2.2.3 候選TaIQD蛋白保守IQ67結(jié)構(gòu)域的鑒定18
• 2.2.4 候選TaIQD家族蛋白理化性質(zhì)的分析18
• 2.2.5 小麥IQD家族基因的克隆18-21
• 2.3 結(jié)果與分析21-27
• 2.3.1 小麥TaIQD候選基因的鑒定和進化分析21
• 2.3.2 小麥候選IQD蛋白保守結(jié)構(gòu)域IQ67的鑒定21-23
• 2.3.3 TaIQD蛋白理化性質(zhì)分析23-24
• 2.3.4 TaIQD基因克隆24-27
• 2.4 討論27-28
• 第三章 小麥IQD家族蛋白的亞細(xì)胞定位研究28-34
• 3.1 引言28
• 3.2 材料方法28-30
• 3.2.1 材料及試劑28
• 3.2.2 TaIQD基因融合熒光蛋白載體的構(gòu)建28-29
• 3.2.3 原生質(zhì)體制備29
• 3.2.4 熒光信號觀察29-30
• 3.3 結(jié)果分析30-33
• 3.3.1 融合表達載體構(gòu)建30-31
• 3.3.2 熒光蛋白標(biāo)記的TaIQD蛋白的亞細(xì)胞定位31
• 3.3.3 TaIQD3-GFP定位于微管細(xì)胞骨架31-33
• 3.4 討論33-34
• 第四章 小麥IQD家族基因在擬南芥的過表達研究34-40
• 4.1 引言34
• 4.2 材料方法34-35
• 4.2.1 材料與試劑儀器34
• 4.2.2 小麥IQD家族基因過表達載體構(gòu)建34
• 4.2.3 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的擬南芥的轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)基因植物的鑒定和獲得34-35
• 4.2.4 過表達植株的篩選35
• 4.2.5 過表達植物表型分析35
• 4.2.6 轉(zhuǎn)基因植物的分子鑒定35
• 4.3 結(jié)果與分析35-39
• 4.3.1 TaIQD18-2和TaIQD2-2過表達載體構(gòu)建與植物轉(zhuǎn)化35-36
• 4.3.2 擬南芥中過表達TaIQD18-2植物表型分析36-38
• 4.3.3 擬南芥中過表達TaIQD2-2植物表型分析38-39
• 4.4 討論39-40
• 第五章 結(jié)論40-41
• 附錄41-49
• 參考文獻49-54
• 致謝54-55
• 作者簡介55

【二級參考文獻】

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本文編號：576273