【摘要】：多藥物及有毒化合物外排轉(zhuǎn)運(yùn)家族(Multidrug And Toxic Compound Extrusion Family,MATE)蛋白是五類外排轉(zhuǎn)運(yùn)家族蛋白之一,在各種生物體中起著重要作用。近年來,模式植物擬南芥中MATE家族蛋白研究也逐漸增多,但目前尚無小麥中該類蛋白研究的報(bào)道。本研究以一個(gè)小麥MATE家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白AK336065為研究對象,通過生物信息學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等方法對其進(jìn)行克隆和功能研究。獲得以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果:(1)構(gòu)建小麥、人、酵母、擬南芥MATE家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的系統(tǒng)進(jìn)化樹,發(fā)現(xiàn)它們之間具有較高的同源性。(2)通過將AK336065蛋白與已報(bào)道的古細(xì)菌PfMATE蛋白進(jìn)行同源性序列比對,結(jié)果顯示二者具有較高同源性。根據(jù)PfMATE蛋白12個(gè)跨膜域的位置,預(yù)測了AK336065蛋白的12個(gè)跨膜域。通過蛋白亞細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)AK336065蛋白與晚期內(nèi)體的定位蛋白ARA7有大部分信號重合,表明AK336065蛋白主要定位于晚期內(nèi)體,推測AK336065蛋白可能參與細(xì)胞內(nèi)體介導(dǎo)的生物學(xué)過程。(3)通過構(gòu)建二元載體,并通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)遺傳轉(zhuǎn)化,獲得AK336065過表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株系。AK336065基因過表達(dá)導(dǎo)致野生型擬南芥開花時(shí)間提前、葉片衰老加劇、蓮座葉矮化叢生等。在碳饑餓誘導(dǎo)植物衰老體系實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),AK336065基因促進(jìn)植物葉片衰老,表明AK336065基因參與了葉片衰老調(diào)控,是衰老的正調(diào)控因子。(4)發(fā)現(xiàn)AK336065過表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株表型與實(shí)驗(yàn)室研究的abs3-1D突變體表型較一致,而且根據(jù)進(jìn)化分析,AK336065與ABS3、ABS4、ABS3L1、ABS3L2屬同一進(jìn)化分支,猜測它們彼此的功能具有相似性。通過將AK336065基因在mateq突變體中過表達(dá),發(fā)現(xiàn)其可以將mateq突變體表型回復(fù)至類似于abs3-1D突變體表型。表明AK336065與ABS3及其同源基因功能相似。(5)小麥AK336065蛋白可能作為一種自噬受體與小麥ATG8自噬家族蛋白具有保守的特異性相互作用。構(gòu)建BiFC載體通過原生質(zhì)體表達(dá),發(fā)現(xiàn)AK336065蛋白與TaATG8d蛋白存在物理互作。通過預(yù)測AK336065蛋白AIM區(qū)、丙氨酸取代實(shí)驗(yàn)及雙分子熒光互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這兩個(gè)蛋白互作發(fā)生的特異性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)將AK336065蛋白中預(yù)測的兩個(gè)AIM1、AIM2定點(diǎn)突變后,AK336065~(AIM1+AIM2)與TaATG8d蛋白互作受到明顯抑制。表明AK336065蛋白的AIM1、AIM2在與TaATG8d蛋白特異性互作中起重要作用。
【圖文】：

圖 2-1AK336065 與人、酵母、擬南芥 MATE 蛋白家族進(jìn)化樹ig 2-1 Phylogenetic tree of AK336065 and Human, Yeast, and Arabidopsis MAtransporter family6065 在人、酵母、擬南芥 MATE 家族蛋白中的進(jìn)化位置；藍(lán)框?yàn)榻湍?YD、小麥 MATE 家族蛋白中的進(jìn)化位置；綠框?yàn)槿?hMATE1、hMATE2 在酵小麥 MATE 家族蛋白中的進(jìn)化位置，比例尺代表氨基酸替換率me circle was the phylogenetic position of AK336065 in the human, yeast andin family; The blue frame circle was the phylogenetic position of yeast YDR33, Arabidopsis and wheat MATE protein family; The green frame circle was the uman hMATE1、hMATE2 in the yeast, Arabidopsis and wheat MATE protein scale showed amino acid replacement rates. MATE 蛋白同源性比對列比對軟件，輸出結(jié)果相同區(qū)域和相似區(qū)域分別用黑色和灰色陰對結(jié)果可以看出 AK336065 與 PfMATE 相似度較高，并根白的 12 個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域來推測 AK336065 的可能跨膜結(jié)構(gòu)域（圖

圖 2-2AK336065 與 PfMATE 蛋白同源性比對及跨膜結(jié)構(gòu)域預(yù)測Fig 2-2 Homologous alignment result of AK336065 with PfMATE protein and theresult of transmembrane domains prediction.2 小麥 MATE 蛋白的亞細(xì)胞定位將 P35S::AK336065-GFP 融 合 表 達(dá) 載 體 與 晚 期 內(nèi) 體 定 位 融 合 載5S::mScarlet-ARA7 共同轉(zhuǎn)化原生質(zhì)體。結(jié)果顯示：AK336065-GFP 呈現(xiàn)離散的點(diǎn)信號（圖 2-3）；AK336065-GFP 與 mScarlet-ARA7 有大部分信號重合（圖 2-3）。蛋白定位于細(xì)胞的晚期內(nèi)體，可能參與了細(xì)胞內(nèi)體循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)輸過程。圖 2-3AK336065 在擬南芥葉肉細(xì)胞中的亞細(xì)胞定位Fig 2-3 Subcellular localization of AK336065 in Arabidopsis mesophyll cells
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：Q943.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 付昌隆;朱肖鴻;;中西醫(yī)治療乙型肝炎肝硬化療效Mate分析[J];浙江中西醫(yī)結(jié)合雜志;2017年05期

2 呂萬英;澳中呼語詞mate和“哥們”的比較[J];中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(人文社會科學(xué)版);2004年02期

3 喻絲絲;魏林艷;謝華安;張建福;;MATE轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在水稻抗逆作用中的研究進(jìn)展[J];福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2014年04期

4 吳平治;欒升;李東屏;;擬南芥中MATE基因家族的研究進(jìn)展[J];遺傳;2006年07期

5 沈知臨;許磊;陳文;吳楠;蔡永萍;林毅;高俊山;;亞洲棉和雷蒙德氏棉MATE基因家族生物信息學(xué)及其同源基因在陸地棉中的表達(dá)分析[J];棉花學(xué)報(bào);2016年03期

6 謝小東;程廷才;王根洪;段軍;夏慶友;;植物ABC和MATE轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白與次生代謝物跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)[J];植物生理學(xué)報(bào);2011年08期

7 劉芳;陳奇輝;李東屏;;擬南芥MATE家族基因DTX12的表達(dá)模式分析[J];激光生物學(xué)報(bào);2008年01期

8 呂萬英;從mate看澳大利亞傳統(tǒng)文化[J];山東師范大學(xué)外國語學(xué)院學(xué)報(bào)(基礎(chǔ)英語教育);2004年01期

9 常雪玲;張宗文;李艷琴;高佳;;蕎麥mate的克隆及表達(dá)分析[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2018年11期

10 張?zhí)O;張?jiān)?王慧春;王文穎;徐進(jìn);;高粱MATE基因的克隆及在酵母中的重金屬耐受性分析[J];山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年04期

相關(guān)會議論文 前3條

1 周維;付喜愛;張德顯;宏偉;牛生吏;郭洋;劉明春;;化膿隱秘桿菌MATE家族外排基因缺失菌株的構(gòu)建[A];中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會獸醫(yī)藥理毒理學(xué)分會第十一屆會員代表大會暨第十三次學(xué)術(shù)討論會與中國毒理學(xué)會獸醫(yī)毒理專業(yè)委員會第五次學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2015年

2 李瑞熙;李潔如;瞿禮嘉;;擬南芥MATE家族基因ADP1通過調(diào)節(jié)生長素水平調(diào)控植物株型建成[A];2011全國植物生物學(xué)研討會論文集[C];2011年

3 劉洪;鄭哲;;多導(dǎo)睡眠監(jiān)測在診斷OSAHS的有效性的系統(tǒng)評價(jià)與mate分析[A];第十四次全國數(shù)字化口腔醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2016年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 本報(bào)記者 高超;華為Mate 7:從此邁向高端[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2017年

2 本報(bào)記者 高超;華為Mate 10 Pro能否挑戰(zhàn)iPhone X？[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2017年

3 本報(bào)記者 林政偉;華為Mate S成功突圍 謀高端市場仍需三步走[N];通信信息報(bào);2015年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 劉美雅;飯豆MATE基因功能及其表達(dá)調(diào)控機(jī)制研究[D];浙江大學(xué);2014年

2 陳麗;越橘多藥和毒性化合物排出轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(MATE)基因的克隆、表達(dá)及其亞細(xì)胞定位研究[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 吳新新;甘藍(lán)耐鋁基因MATE和ALMT克隆與功能驗(yàn)證[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

4 王蕊;擬南芥ABS3亞家族MATE轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與調(diào)控植物細(xì)胞伸長和葉片衰老的機(jī)制研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 續(xù)妮;小麥MATE轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的克隆及功能研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2018年

2 王作敏;棕色棉纖維MATE基因的克隆及功能初步研究[D];石河子大學(xué);2018年

3 張子旭;吉西他濱雙藥聯(lián)合化療與單藥化療治療晚期胰腺癌療效比較的Mate分析[D];新疆醫(yī)科大學(xué);2013年

4 蔣云;柿原花色素前體跨膜基因MATE表達(dá)分析及功能驗(yàn)證[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

5 黃燕梅;柿原花青素前體跨膜及轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因MATE、GST的表達(dá)分析及功能驗(yàn)證[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

6 郭新磊;棉花ALDH和MATE基因家族的全基因組鑒定和分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2016年

7 葛青;擬南芥三個(gè)ABS3亞家族MATE轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的基因功能研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

8 王悅;多重耐藥鮑曼不動桿菌臨床株與RND型和MATE型外排泵的研究[D];天津醫(yī)科大學(xué);2009年

9 劉芳;擬南芥MATE家族成員AtDTX18的功能研究[D];湖南師范大學(xué);2007年

10 陳奇輝;擬南芥MATE家族成員AtDTX18表達(dá)分析及功能初探[D];湖南師范大學(xué);2008年

，

本文編號：2676510