【摘要】：SWEET家族基因是一個新的糖轉(zhuǎn)運蛋白,主要包含兩個MtN3/saliva跨膜結(jié)構(gòu)域,而少數(shù)原核生物只含有1個結(jié)構(gòu)域。真核生物的Mt N3/saliva蛋白家族主要包括7個跨膜螺旋,但是已報道的17個擬南芥SWEET家族成員中有16個基因含有7個跨膜螺旋,有一個基因含有6個跨膜螺旋(AT1G66770)。原核生物的3個跨膜的MtN3/saliva結(jié)構(gòu)域發(fā)生了復(fù)制,導(dǎo)致產(chǎn)生了真核生物的2個MtN3/saliva結(jié)構(gòu)域的SWEET蛋白,由于這種特殊的結(jié)構(gòu),通常將原核生物這一基因家族稱為Semi SWEETs。目前對該家族的功能研究較少,近年的研究結(jié)果表明SWEET家族基因可能作為糖轉(zhuǎn)運蛋白或通過與離子轉(zhuǎn)運蛋白的相互作用促進離子轉(zhuǎn)運,調(diào)節(jié)包括轉(zhuǎn)運糖類、發(fā)育、環(huán)境適應(yīng)性在內(nèi)的不同的生理過程。本研究以桉樹SWEET家族基因為研究對象,對其進行了全面的分析,利用生物信息學(xué)的方法,對它們的進化、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)等做了分析。主要研究結(jié)果如下:1從phytozome數(shù)據(jù)庫中檢索桉樹、擬南芥中的所有含MtN3/Saliva結(jié)構(gòu)域的基因,其中,桉樹中共檢索到52條同源序列,擬南芥中檢索到17條同源序列。擬南芥所有17條序列均含有兩個Mt N3/saliva結(jié)構(gòu)域,且跨膜區(qū)大于或等于6個,全部定義為SWEET家族。而桉樹52條同源序列中:有40條序列跨膜區(qū)大于或等于6個,除EgSWEET9c含有3個MtN3/saliva結(jié)構(gòu)域外,其余基因均含有兩個MtN3/saliva結(jié)構(gòu)域,將這40個基因定義為SWEET家族成員;6條序列有兩個MtN3/saliva結(jié)構(gòu)域,但跨膜區(qū)少于6個,可能是SWEET家族成員;6條序列只有1個MtN3/saliva結(jié)構(gòu)域,與原核生物的Semi SWEETs結(jié)構(gòu)相似。2為了研究不同植物中含有MtN3/saliva結(jié)構(gòu)域基因的進化和親緣關(guān)系,本文分析了來自37個不同物種的947個含有MtN3/saliva基因。這947個基因分為11個分枝和一些OG分枝,這些基因分為A1、A2、A3和B1四個亞家族。A1亞家族主要是第三分枝,包括AtSWEET4-8和6個桉樹基因,A2亞家族主要是第五分枝,主要包括AtSWEET16、AtSWEET17以及6個桉樹基因,A3亞家族主要是1、2、4三個分枝,包括AtSWEET1-3和13個桉樹基因,B1亞家族主要是6-11分枝,包括AtSWEET9-15以及24個桉樹基因,還有2個基因不在上述亞家族內(nèi),屬于OG分枝。3通過檢索phytozome數(shù)據(jù)庫和DNAMAN軟件對桉樹中的SWEET家族基因的基本性質(zhì)作了分析:跨膜區(qū)大于或等于6個的40個基因序列中,兩個Mt N3/saliva家族結(jié)構(gòu)域所含的氨基酸個數(shù)大約都在90個左右,這40個基因的開放閱讀框架(ORF)從1208bp到7084bp不等。在跨膜區(qū)少于6個的12個基因里,EgSWEET2d長度最短,EgSWEET17e長度最長。開放閱讀框架從529bp到4615bp不等,外顯子數(shù)目從3到6不等。4在由phytozome數(shù)據(jù)庫提供的染色體位置信息的基礎(chǔ)上將檢索到的含有MtN3/saliva結(jié)構(gòu)域的52個SWEET家族基因定在桉樹染色體上。桉樹一共有11條染色體,但檢索到的這52個SWEET家族基因只有45個基因定位在染色體上,且絕大多數(shù)是成簇出現(xiàn)的,其余7個基因可能沒有定位在拼接后的染色體上,定位在染色體上的45個基因主要分布在8條染色體上。5表達水平分析表明:34個基因在莖尖處表達量較高,37個基因在幼葉表達量較高,36個基因在老葉處表達量較高,31個基因在木質(zhì)部表達量最高,在韌皮部表達量較高的基因有40個。6不同脅迫下的誘導(dǎo)處理表明:在葡萄糖溶液的處理下,有11個基因表達量上調(diào),有2個基因表達量下調(diào),有7個基因表達量基本不變;在蔗糖溶液的處理下,有15個基因表達量上調(diào),有2個基因表達量下調(diào),有3個基因表達量基本不變;在NaCl溶液的處理下,有11個基因表達量上調(diào),2個基因表達量下調(diào),7個基因表達量基本不變。由此可知,在這20個基因中,受蔗糖誘導(dǎo)的基因最多。這些結(jié)果為深入了解桉樹SWEET家族基因提供了參考依據(jù)。
[Abstract]:The SWEET family of genes is a new sugar transporter, which mainly contains two MtN3/saliva transmembrane domains, while a few prokaryotes contain only one. The MtN3/saliva family of eukaryotes mainly consists of seven transmembrane helices, but 16 of the 17 reported members of the SWEET family in Arabidopsis contain seven transmembrane helices. A gene contains six transmembrane helixes (AT1G66770). Three transmembrane MtN3/saliva domains in prokaryotes are replicated, resulting in the production of two MtN3/saliva domain SWEET proteins in eukaryotes. Because of this special structure, the prokaryote family of genes is often referred to as Semi SWEETs. Less, recent studies have shown that SWEET family genes may act as sugar transporters or interact with ion transporters to promote ion transport and regulate different physiological processes including transporting carbohydrates, development and environmental adaptability. The main results are as follows: 1. All the genes of Eucalyptus and Arabidopsis containing MtN3/Saliva domain were retrieved from the phytozome database. Among them, 52 homologous sequences were found in Eucalyptus, and one Eucalyptus homologous sequence was found in Arabidopsis. Seventeen sequences contained two MtN3/saliva domains, and the transmembrane region was greater than or equal to six, all of which were defined as SWEET family. Of the 52 Eucalyptus homologous sequences, 40 sequences had more than or equal to six transmembrane domains. Except EgSWEET9c had three MtN3/saliva domains, the rest of the genes contained two MtN3/saliva domains. Six sequences have two MtN3/saliva domains, but less than six transmembrane domains, which may be members of the SWEET family. Six sequences have only one MtN3/saliva domain, which is similar to the structure of Simi SWEETs in prokaryotes. 947 genes from 37 different species contained MtN3/saliva gene. The 947 genes were divided into 11 branches and some OG branches. These genes were divided into four subfamilies A1, A2, A3 and B1. The A1 subfamily was mainly the third branch, including AtSWEET4-8 and six Eucalyptus genes. The A2 subfamily was mainly the fifth branch, including AtSWEET16, AtSWEET1 and six eucalyptus. Tree genes, A3 subfamily is mainly 1,2,4 three branches, including AtSWEET 1-3 and 13 Eucalyptus genes, B1 subfamily is mainly 6-11 branches, including AtSWEET 9-15 and 24 Eucalyptus genes, there are two genes not in the above subfamily, belong to OG branching. Among the 40 gene sequences with transmembrane region greater than or equal to 6, the number of amino acids in the two Mt N3/saliva family domains was about 90, and the open reading frame (ORF) of these 40 genes ranged from 1208 BP to 7084 bp. The open reading frame ranged from 529 BP to 4615 bp, and the number of exons ranged from 3 to 6. 4 On the basis of chromosome location information provided by phytozome database, 52 SWEET family genes containing MtN3/saliva domain were located on Eucalyptus chromosomes. There were 11 chromosomes in eucalyptus, but these 52 SWEET families were retrieved. Only 45 genes were located on chromosomes, and most of them appeared in clusters. The other 7 genes may not be located on spliced chromosomes. The 45 genes located on chromosomes were mainly distributed on 8 chromosomes. 5 expression level analysis showed that 34 genes were highly expressed at the tip of stem and 37 genes were on the surface of young leaves. The expression of 36 genes was higher in the old leaves, 31 genes were the highest in xylem, and 40.6 genes were induced in phloem. The results showed that 11 genes were up-regulated, 2 genes were down-regulated and 7 genes were basically unchanged under glucose treatment. Under the treatment of NaCl solution, 11 genes were up-regulated, 2 genes were down-regulated, and 3 genes were basically unchanged. Under the treatment of NaCl solution, 11 genes were up-regulated, 2 genes were down-regulated and 7 genes were basically unchanged. These results provide a reference for understanding the SWEET family genes of Eucalyptus.
【學(xué)位授予單位】：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S792.39;Q943.2

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 龐爾麗;;蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域研究進展簡述[J];生物學(xué)通報;2013年03期

2 孟剛;代方銀;陳聰;童曉玲;魯成;;WW結(jié)構(gòu)域及相關(guān)蛋白在腫瘤發(fā)生中的作用[J];蠶學(xué)通訊;2013年03期

3 陳建業(yè),張f[;“溴”結(jié)構(gòu)域研究進展[J];國外醫(yī)學(xué)(分子生物學(xué)分冊);2002年03期

4 馬素參,黃海明,彭雋敏,俞強,任瑞寶,高友鶴;快速構(gòu)建蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域克隆庫的方法[J];中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報;2003年04期

5 謝雪英;李鑫;曹晨;;基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域組進化分析[J];生物物理學(xué)報;2010年12期

6 焦豫良;王淑軍;呂明生;房耀維;劉姝;;多結(jié)構(gòu)域酶的結(jié)構(gòu)域進化關(guān)系[J];生命的化學(xué);2012年01期

7 萬一;訾靜;張琨;張志敏;張月娟;王琰;王軍;;金黃色葡萄球菌蛋白A(SpA)Z結(jié)構(gòu)域串聯(lián)體的克隆、表達和篩選[J];生物工程學(xué)報;2012年12期

8 戚正武;;蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)域[J];生物科學(xué)信息;1991年02期

9 周康靖,林玉娟,傅珠璣,潘克楨;天花粉蛋白分子的結(jié)構(gòu)域[J];科學(xué)通報;1992年23期

10 熊舜斌,廉德君,林旭偉,王蔚青,許根俊;大鼠乳酸脫氫酶輔酶結(jié)合結(jié)構(gòu)域的克隆與表達[J];科學(xué)通報;1998年11期

相關(guān)會議論文 前10條

1 孫婧;敬閏宇;吳鏑;李夢龍;李益洲;;基于機器學(xué)習(xí)方法的結(jié)構(gòu)域預(yù)測[A];第十一屆全國計算（機）化學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

2 孟剛;代方銀;陳聰;魯成;;WW結(jié)構(gòu)域及相關(guān)蛋白在腫瘤發(fā)生中的作用[A];第十屆家（柞）蠶遺傳育種及良種繁育學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2013年

3 王長振;楊俊濤;周宇;叢建波;先宏;郭林超;唐麗;吳可;;LSECtin CRD結(jié)構(gòu)域的運行性研究[A];第十一次中國生物物理學(xué)術(shù)大會暨第九屆全國會員代表大會摘要集[C];2009年

4 李鵬云;丁怡;吳蓓麗;舒翠玲;沈倍奮;饒子和;;FKBP52 N端結(jié)構(gòu)域的晶體結(jié)構(gòu)[A];第九次全國生物物理大會學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2002年

5 宋婀莉;田瑞;馬素參;高友鶴;;PDZ結(jié)構(gòu)域低豐度配體的篩選方法[A];中國蛋白質(zhì)組學(xué)第三屆學(xué)術(shù)大會論文摘要[C];2005年

6 應(yīng)躍斌;宋見惠;陳樞青;;大腸桿菌T蛋白獨立結(jié)構(gòu)域的活性研究[A];浙江省生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

7 呂丹;張君;張毓;陳慰峰;;UNC5CL表達調(diào)控及誘導(dǎo)表達[A];第六屆全國免疫學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2008年

8 金美芳;丁向明;仇灝;吳士良;周迎會;;多肽:N-乙酰氨基半乳糖轉(zhuǎn)移酶2原核與真核表達及其蓖麻蛋白樣結(jié)構(gòu)域同源建模[A];第八屆全國復(fù)合糖生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要論文集[C];2004年

9 豐竹;張斌;劉謹(jǐn);周嚴(yán);周海軍;彭小忠;袁建剛;強伯勤;;人ENCI的cDNA的克隆、表達與功能研究[A];中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)會第八屆會員代表大會暨全國學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2001年

10 馮延瓊;石亞偉;;以PDZ結(jié)構(gòu)域為靶標(biāo)的中藥有機小分子配體篩選[A];第三屆泛環(huán)渤海（七省二市）生物化學(xué)與分子生物學(xué)會——2012年學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2012年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 記者 王春;我學(xué)者認(rèn)知一個新的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域[N];科技日報;2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 黃靜;環(huán)腺苷酸受體蛋白的結(jié)構(gòu)與功能研究[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

2 李海云;水稻白葉枯病菌磷酸二酯酶PdeR互作蛋白鑒定及其功能研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

3 魏璽;MDMX通過與p53蛋白的二次作用抑制p53 DNA結(jié)合功能的分子機制[D];天津醫(yī)科大學(xué);2015年

4 劉璐;一株海洋來源鏈格孢聚酮合酶及真菌非還原型聚酮合酶PT結(jié)構(gòu)域系統(tǒng)研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

5 許浩然;可溶性鳥苷酸環(huán)化酶H-NOX結(jié)構(gòu)域一氧化碳結(jié)合態(tài)的結(jié)構(gòu)研究[D];吉林大學(xué);2016年

6 呂薈;裂殖酵母Dis312的結(jié)構(gòu)與功能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

7 李慧;Smurf1與PIP5K1C之間的負(fù)反饋調(diào)控在肺癌發(fā)生與肺癌轉(zhuǎn)移過程中的研究[D];華東師范大學(xué);2013年

8 陳振行;人脆性X智力障礙蛋白FMRP氨基端結(jié)構(gòu)域的結(jié)構(gòu)和功能研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

9 王海波;組蛋白修飾識別影響DNMT3A定位的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和生物學(xué)功能[D];清華大學(xué);2015年

10 王峰;一種新型轉(zhuǎn)錄因子MrkH的結(jié)構(gòu)與功能研究[D];山東大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 喬瑋博;Caldicellulosiruptor kronotskyensis 2002木聚糖內(nèi)切酶的分子催化機理及結(jié)構(gòu)域多態(tài)性[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

2 薛丁榕;水稻白葉枯病菌c-di-GMP信號代謝酶相關(guān)基因PXO_03877和PXO_01021的功能分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

3 龔慶天;基于結(jié)構(gòu)域的基因功能預(yù)測算法開發(fā)及應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 段英俊;PICK1蛋白與幾種配體相互作用研究[D];山西大學(xué);2014年

5 林子玉;SpA單結(jié)構(gòu)域突變體組合噬菌體文庫的構(gòu)建及體外進化篩選[D];安徽醫(yī)科大學(xué);2015年

6 李娜娜;pSn受體在PRRSV-ADE中的作用及PRRSV感染小鼠模型的探討[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

7 彭統(tǒng)全;串聯(lián)表達蛋白A/G/L Ig結(jié)合結(jié)構(gòu)域及其在口蹄疫鑒別診斷中的應(yīng)用[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

8 徐曼;Cry1A類蛋白交換結(jié)構(gòu)域?qū)⑾x活性影響的研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

9 王濤濤;水稻花器官發(fā)育相關(guān)的OsREP1結(jié)構(gòu)域分析[D];江西農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

10 程詩萌;CDK9的SUMO化修飾研究[D];華東師范大學(xué);2013年

，

本文編號：2205033