【摘要】：過氧化氫酶(Catalase,CAT)又稱為觸酶,是一種重要的末端氧化酶,在許多不同生物對非生物脅迫的耐受過程中起著重要的作用。過氧化氫酶由CAT基因編碼,目前已在一系列物種中克隆。黃瓜是葫蘆科中的重要蔬菜作物之一,對CAT酶的功能還知之甚少。為了探討黃瓜過氧化氫酶的功能,以華北型黃瓜9930為實驗材料,對黃瓜CAT家族基因進行了生物信息學分析,并采用RT-PCR和熒光定量PCR的方法對黃瓜CAT家族基因進行了組織表達分析和逆境脅迫下的表達量分析。進一步通過RT-PCR的方法克隆了Cs CAT3基因;經(jīng)過酶切、連接和轉(zhuǎn)化成功構(gòu)建了p ET32a-CSCAT3表達載體,通過原核表達系統(tǒng)對Cs CAT3基因進行抗逆性功能分析。主要結(jié)果如下:1.共鑒定出4個非冗余CAT基因。根據(jù)其ID號,分別為命名為Cs CAT1-Cs CAT4。進化分析表明,Cs CAT1和Cs CAT2基因分別歸屬III和I亞類,另2個基因Cs CAT3和Cs CAT4屬于II亞類,它們與擬南芥比水稻和楊樹CAT基因的親緣關(guān)系要近。2.Cs CAT基因表達具有明顯的組織特異性。對根、莖、葉、花、果等組織的RT-PCR分析表明:Cs CAT1-Cs CAT3在各個組織中都表達,但Cs CAT4在任何組織中都不表達。Cs CAT1與Cs CAT2基因的表達模式相似,在根、葉和果實中都表達量較高。Cs CAT3在莖、葉、花和果實中表達量較高,在根中表達信號較弱。3.采用熒光定量PCR分析表明:不同脅迫處理(熱、冷、PEG、Na Cl、H2O2和ABA)下Cs CAT3的表達有不同程度的促進作用。4.采用RT-PCR克隆了Cs CAT3基因,成功構(gòu)建了原核表達載體,并在BL21中高效表達。Cs CAT3蛋白的分子量為77 KD左右,原核表達分析表p ET-Cs CAT3最佳誘導時間為4 h、IPTG濃度為1 m M、最佳菌液誘導濃度為OD600=0.6,Cs CAT3為可溶性蛋白。5.轉(zhuǎn)化大腸桿菌抗逆性結(jié)果表明:Cs CAT3重組蛋白在不同脅迫條件下均能增強原核大腸桿菌的生長能力,Cs CAT3對非生物脅迫具有重要的耐受性。
【圖文】：

1.3.2 研究意義在調(diào)控黃瓜逆境生長發(fā)育方面，CsCAT3 是一個新基因，本研究希望通過對該因的生物學功能進行初步研究，來探索黃瓜逆境生長發(fā)育的分子機理。本研究是黃CsCAT3 基因在脅迫條件下的表達量出現(xiàn)顯著變化的基礎(chǔ)上，構(gòu)建原核表達載體轉(zhuǎn)大腸桿菌 BL21（DE3），，通過分析重組菌的抗冷、熱、干旱和耐鹽能力，來研究蛋白的功能，在理論上為進一步闡述 CsCAT3 的抗逆機制，在應用上為選育出新的瓜抗性品種奠定基礎(chǔ)和指明方向。

個蛋白的親水系數(shù)均小于0，說明它們均為親水性蛋白.707，小于其它三個CAT蛋白，親水系數(shù)最強；CsCAT4親水于其它3個蛋白，親水性最弱。從染色體定位分部來看位于4號染色體上，CsCAT3基因位于6號染色體上，而C16（圖2-1）。表 2-1 黃瓜 CAT 基因及編碼蛋白的基本信息le2-1 Basic information of the CAT genes and encoded proteins in 列號uenc ID基因組DNAlength(bp)預測蛋白（Predictive protein）chrom長度Length(aa)等電點pI分子量MW (KD)親水系數(shù)GRAVY14901 2818 536 6.1 62.07 -0.512 Chr4: 114900 3451 458 6.77 53.41 -0.707 Chr4: 113194 3296 487 6.84 56.11 -0.570 Chr6: 122770 2234 744 5.77 82.79 -0.507 Scaffold
【學位授予單位】：江西農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S642.2

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