本文選題：楊樹(shù)　切入點(diǎn)：細(xì)胞周期蛋白　出處：《東北林業(yè)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：細(xì)胞分裂是所有生命體的基本特征之一,在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著極其重要的作用。細(xì)胞周期和生長(zhǎng)調(diào)控均取決于一類重要的細(xì)胞分裂調(diào)控因子——細(xì)胞周期蛋白(Cyclin)。植物周期蛋白研究主要集中在擬南芥和煙草中,而針對(duì)林木基因研究鮮有報(bào)道。由于草本植物與木本植物在基因組規(guī)模、次生生長(zhǎng)等方面存在巨大差異,因此草本植物周期蛋白的研究結(jié)果不能真實(shí)反應(yīng)木本植物周期蛋白的功能與作用。為了揭示木本植物生長(zhǎng)發(fā)育的分子機(jī)制,探究木本植物周期蛋白生物學(xué)功能勢(shì)在必行。本文對(duì)楊樹(shù)D1亞類周期蛋白基因PsnCYCD1;1的表達(dá)模式與生物學(xué)功能進(jìn)行了初步研究,闡述楊樹(shù)細(xì)胞分裂與植株生長(zhǎng)發(fā)育的聯(lián)系。主要結(jié)果如下：(1)通過(guò)生物信息學(xué)預(yù)測(cè)、組織特異性表達(dá)、外源物質(zhì)誘導(dǎo)表達(dá)、啟動(dòng)子功能驗(yàn)證、亞細(xì)胞定位等實(shí)驗(yàn)表明,PsnCYCD1;1基因是典型的D類周期蛋白,含有Cyclin-bcx、LxCxE、PEST等保守結(jié)構(gòu)域及大量O-糖基化位點(diǎn)和N-糖基化位點(diǎn)；PsnCYCD1;1具有核定位信號(hào),是細(xì)胞核定位蛋白,其主要在分裂能力旺盛的組織中高表達(dá),如葉芽(側(cè)芽)、頂芽、頂部木質(zhì)部、頂部幼葉、側(cè)根,且受蔗糖和多種植物激素(如NAA、 6-BA. GA3和乙烯)誘導(dǎo),表明PsnCYCD1;1基因在細(xì)胞核中行使功能,響應(yīng)植物細(xì)胞外部生長(zhǎng)信號(hào)從而參與植物細(xì)胞分裂及生長(zhǎng)發(fā)育。(2) PsnCYCD1;1基因在煙草BY2細(xì)胞中能增加處于復(fù)制期的細(xì)胞數(shù)量,暗示PsnCYCD1;1基因能加速細(xì)胞復(fù)制,促進(jìn)了G0-G1期轉(zhuǎn)變。雖然PsnCYCD1;1基因能促進(jìn)細(xì)胞分裂,導(dǎo)致小細(xì)胞生成,但并不參與細(xì)胞膨大階段的細(xì)胞生長(zhǎng)。(3) PsnCYCD1;1基因在擬南芥與楊樹(shù)中過(guò)量表達(dá),均能引起轉(zhuǎn)基因植株發(fā)生形態(tài)學(xué)變化。相同點(diǎn)：在宏觀結(jié)構(gòu)上,與野生型相比,轉(zhuǎn)基因擬南芥與楊樹(shù)均呈現(xiàn)出根系長(zhǎng)度變短、葉片卷曲、莖干彎曲、生長(zhǎng)遲緩、響應(yīng)細(xì)胞分裂素等表型；在微觀結(jié)構(gòu)上,轉(zhuǎn)基因植株也均表現(xiàn)出細(xì)胞尺寸變小、分化異常等特征。不同點(diǎn)：轉(zhuǎn)基因擬南芥表現(xiàn)出下胚軸變長(zhǎng)、下胚軸彎曲、開(kāi)花延遲、結(jié)實(shí)率低等表型；而轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)不僅表現(xiàn)出分生組織發(fā)育異常、葉綠體分化異常、出現(xiàn)分隔木纖維、木纖維細(xì)胞形態(tài)改變、細(xì)胞壁變厚,而且葉芽及彎曲處兩側(cè)次生木質(zhì)部分化出現(xiàn)異常,導(dǎo)致莖干偏心生長(zhǎng)。(4) PsnCYCD1;1基因在擬南芥與楊樹(shù)中過(guò)表達(dá)后,會(huì)引起內(nèi)源CYCDs、CDKs、 ICKs、E2F/Rb等基因及維管束發(fā)育相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平變化。通過(guò)酵母雙雜交與雙分子熒光互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)篩選出PsnCDKA1、PsnICK3和PsnICK5為PsnCYCD1;1的互作蛋白,說(shuō)明它們能形成蛋白復(fù)合物共同調(diào)控細(xì)胞周期有序進(jìn)行。綜上所述,本研究在系統(tǒng)研究PsnCYCD1;1基因表達(dá)特征基礎(chǔ)上,通過(guò)觀察轉(zhuǎn)基因植物形態(tài)學(xué)變化與互作蛋白研究,深入分析PsnCYCD1;1基因生物學(xué)功能,為植物周期蛋白調(diào)控網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)充新內(nèi)容,為林木遺傳改良提供理論依據(jù)和相關(guān)基因。
[Abstract]:Cell division is one of the basic characteristics of all living organisms and plays an extremely important role in plant growth and development.Cell cycle and growth regulation are determined by a class of important cell division regulator, cyclin.Plant cyclin studies mainly focus on Arabidopsis thaliana and tobacco, but there are few reports on tree genes.Because there are great differences in genome size and secondary growth between herbaceous plants and woody plants, the research results of cycle proteins in herbaceous plants can not truly reflect the function and function of cyclin in woody plants.In order to reveal the molecular mechanism of the growth and development of woody plants, it is imperative to explore the biological functions of cyclin in woody plants.The expression pattern and biological function of poplar D1 cyclin gene PsnCYCD1H1 were studied in this paper. The relationship between cell division and plant growth and development of poplar was discussed.The main results are as follows: bioinformatics prediction, tissue specific expression, exogenous substance induced expression, promoter function verification, subcellular localization and so on.鍚湁Cyclin-bcx,LxCxE,PEST絳変繚瀹堢粨鏋勫煙鍙?qiáng)澶ч噺O-緋栧熀鍖栦綅鐐瑰拰N-緋栧熀鍖栦綅鐐，

本文編號(hào)：1704573