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

【摘要】：細胞分裂是所有生命體的基本特征之一,在植物生長發(fā)育過程中發(fā)揮著極其重要的作用。細胞周期和生長調(diào)控均取決于一類重要的細胞分裂調(diào)控因子——細胞周期蛋白(Cyclin)。植物周期蛋白研究主要集中在擬南芥和煙草中,而針對林木基因研究鮮有報道。由于草本植物與木本植物在基因組規(guī)模、次生生長等方面存在巨大差異,因此草本植物周期蛋白的研究結(jié)果不能真實反應木本植物周期蛋白的功能與作用。為了揭示木本植物生長發(fā)育的分子機制,探究木本植物周期蛋白生物學功能勢在必行。本文對楊樹D1亞類周期蛋白基因PsnCYCD1;1的表達模式與生物學功能進行了初步研究,闡述楊樹細胞分裂與植株生長發(fā)育的聯(lián)系。主要結(jié)果如下：(1)通過生物信息學預測、組織特異性表達、外源物質(zhì)誘導表達、啟動子功能驗證、亞細胞定位等實驗表明,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-糖基化位點和N-糖基化位點；PsnCYCD1;1具有核定位信號,是細胞核定位蛋白,其主要在分裂能力旺盛的組織中高表達,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,表明PsnCYCD1;1基因在細胞核中行使功能,響應植物細胞外部生長信號從而參與植物細胞分裂及生長發(fā)育。(2) PsnCYCD1;1基因在煙草BY2細胞中能增加處于復制期的細胞數(shù)量,暗示PsnCYCD1;1基因能加速細胞復制,促進了G0-G1期轉(zhuǎn)變。雖然PsnCYCD1;1基因能促進細胞分裂,導致小細胞生成,但并不參與細胞膨大階段的細胞生長。(3) PsnCYCD1;1基因在擬南芥與楊樹中過量表達,均能引起轉(zhuǎn)基因植株發(fā)生形態(tài)學變化。相同點：在宏觀結(jié)構(gòu)上,與野生型相比,轉(zhuǎn)基因擬南芥與楊樹均呈現(xiàn)出根系長度變短、葉片卷曲、莖干彎曲、生長遲緩、響應細胞分裂素等表型；在微觀結(jié)構(gòu)上,轉(zhuǎn)基因植株也均表現(xiàn)出細胞尺寸變小、分化異常等特征。不同點：轉(zhuǎn)基因擬南芥表現(xiàn)出下胚軸變長、下胚軸彎曲、開花延遲、結(jié)實率低等表型；而轉(zhuǎn)基因楊樹不僅表現(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、木纖維細胞形態(tài)改變、細胞壁變厚,而且葉芽及彎曲處兩側(cè)次生木質(zhì)部分化出現(xiàn)異常,導致莖干偏心生長。(4) PsnCYCD1;1基因在擬南芥與楊樹中過表達后,會引起內(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。通過酵母雙雜交與雙分子熒光互補實驗篩選出PsnCDKA1、PsnICK3和PsnICK5為PsnCYCD1;1的互作蛋白,說明它們能形成蛋白復合物共同調(diào)控細胞周期有序進行。綜上所述,本研究在系統(tǒng)研究PsnCYCD1;1基因表達特征基礎(chǔ)上,通過觀察轉(zhuǎn)基因植物形態(tài)學變化與互作蛋白研究,深入分析PsnCYCD1;1基因生物學功能,為植物周期蛋白調(diào)控網(wǎng)絡(luò)補充新內(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婂ぇ閲廜-緋栧熀鍖栦綅鐐瑰拰N-緋栧熀鍖栦綅鐐，

本文編號：1704573