本文關(guān)鍵詞： OsBT1-3基因 圖位克隆 水稻 腺苷酸轉(zhuǎn)運 葉綠體膜蛋白　出處：《武漢大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：核苷酸是植物生長、發(fā)育和代謝過程中重要的細(xì)胞組分。DNA和RNA的合成過程中需要核苷酸,在蛋白、糖類和脂類合成的過程中也需要核苷酸參與,核苷酸可以作為輔酶因子行使功能,也可以作為細(xì)胞的信號因子。在植物體內(nèi)核苷酸不會大量的在細(xì)胞間運輸,腺嘌呤核苷酸的重新合成只在質(zhì)體中進行,每個細(xì)胞必須合成自身所需的核苷酸。質(zhì)體中新合成的腺嘌呤核苷酸運出到細(xì)胞質(zhì)中,用于細(xì)胞質(zhì)和其他細(xì)胞器的代謝活動。行使這類運輸功能蛋白被稱為質(zhì)體腺苷酸轉(zhuǎn)運蛋白(pANTs)。在擬南芥等雙子葉植物中,質(zhì)體腺苷酸轉(zhuǎn)運蛋白已經(jīng)被鑒定出來。但是單子葉植物中的質(zhì)體腺苷酸轉(zhuǎn)運蛋白還未被報道過。本研究從秈稻雜交育種后代中分離出一個自然突變產(chǎn)生的苗期白葉突變體sla(seedling leaf albino),該突變體的第一片葉和第二片葉為白化葉,第三片葉及其之后的葉片均為正常綠葉。葉片各類色素含量檢測結(jié)果表明,突變體sla的第一片葉和第二片葉中Chl a、Chl b、類胡蘿卜素和總?cè)~綠素含量明顯低于對應(yīng)的互補株系及93-11的葉片中色素的含量,第三片葉中的這些色素含量與互補株系及93-11無顯著差異,以上結(jié)果表明該突變表型與葉片色素含量下降有關(guān)。通過透射電子顯微鏡觀察葉片葉肉細(xì)胞中葉綠體的形態(tài)和發(fā)育狀態(tài),與互補株系和93-11對應(yīng)葉片比較,突變體sla第一片葉和第二片葉的葉肉細(xì)胞內(nèi)幾乎沒有葉綠體,僅在少數(shù)葉肉細(xì)胞中有少數(shù)未發(fā)育的前質(zhì)體,表明該突變體前質(zhì)體分化受到嚴(yán)重阻礙。遺傳分析表明突變體sla苗期白葉性狀由1對隱性核基因控制,運用突變體sla與粳稻品種RPY粳雜交F2代作為定位群體,將該突變基因初步定位于水稻6號染色體上,位于SSR分子標(biāo)記RM6298和RM7424之間,在此區(qū)段內(nèi)利用新開發(fā)的SSR標(biāo)記(P1、P2、P3、P4、P5)進行精細(xì)定位,最終將該突變基因定位在SSR標(biāo)記P1和P5之間的80kb的區(qū)域內(nèi)。該區(qū)域有13個開放閱讀框(ORF),分別測序后發(fā)現(xiàn),第五個開放閱讀框OsBT1-3(Os06g02700)有4個堿基的缺失,這導(dǎo)致該閱讀框的移碼并發(fā)生提前終止,其他的12個開放閱讀框測序結(jié)果均與正常序列一致。對OsBT1-3進行蛋白序列分析發(fā)現(xiàn),它是一個線粒體轉(zhuǎn)運家族蛋白(MCF)。OsBT1-3蛋白的亞細(xì)胞定位結(jié)果顯示該蛋白位于葉綠體中,利用該蛋白的特異性抗體進行Western Blot檢測進一步確認(rèn)OsBT1-3蛋白定位于葉綠體的被膜上。利用大腸桿菌細(xì)胞原核表達重組OsBT1-3蛋白,并通過同位素示蹤法研究其生化功能,證明OsBT1-3蛋白是一個質(zhì)體腺苷酸單向轉(zhuǎn)運蛋白。對該基因的時空表達模式進行檢測,結(jié)果表明,OsBT1-3在第一片葉和第二片葉發(fā)育階段高表達,成熟階段和隨后的葉片中低表達,這與突變體sla的表型是相契合的。綜合以上結(jié)果,我們認(rèn)為OsBT1-3是一個負(fù)責(zé)將質(zhì)體內(nèi)新合成的腺嘌呤核苷酸運出到細(xì)胞質(zhì)中的轉(zhuǎn)運蛋白。與此同時,我們對OsBT1-3的同源基因OsBT1-2的表達模式進行了分析,結(jié)果表明OsBT1-2在水稻的葉鞘和第二片葉之后的葉片中高表達,在前兩片葉及根中的表達量較低。亞細(xì)胞定位的結(jié)果也顯示OsBT1-2和OsBT1-3一樣定位在葉綠體中。這說明OsBT1-2從三葉期互補了 OsBT1-3的功能,因此,水稻的腺嘌啉核苷酸轉(zhuǎn)運是由OsBT1-2和OsBT1-3協(xié)同完成的,這與擬南芥等雙子葉植物由單一腺嘌啉核苷酸轉(zhuǎn)運蛋白完成該生理功能的模式是不同的。
[Abstract]:In the process of synthesis of DNA and RNA , it is necessary for the nucleotide to be involved in the synthesis of DNA and RNA . In the process of synthesis of protein , carbohydrate and lipid , there is no significant difference between the contents of Chl a , Chl b , carotenoid and total chlorophyll in leaf of leaf of indica rice . The results showed that OsBT1 - 2 was responsible for the expression of OsBT1 - 2 and OsBT1 - 3 in the chloroplast .

【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S511

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 史典義;劉忠香;金危危;;植物葉綠素合成、分解代謝及信號調(diào)控[J];遺傳;2009年07期

2 曹云英;段驊;楊立年;王志琴;劉立軍;楊建昌;;抽穗和灌漿早期高溫對耐熱性不同秈稻品種產(chǎn)量的影響及其生理原因[J];作物學(xué)報;2009年03期

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本文編號：1498895