發(fā)布時(shí)間：2020-09-09 14:21

　　 F-box蛋白是E3泛素連接酶復(fù)合體SCF復(fù)合物的一部分。脫落酸(Abscisic acid,ABA)是一種重要的植物激素。脫落酸在種子休眠的建立、種子萌發(fā)、根發(fā)育、非生物脅迫反應(yīng)以及誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉等生命過程中發(fā)揮作用。光是植物最重要的環(huán)境信號(hào)之一。為了適應(yīng)環(huán)境變化,植物已經(jīng)發(fā)展出多種光感受器系統(tǒng),包括光敏色素、隱花色素和向光素。為了加深對(duì)F-box基因的認(rèn)識(shí),挖掘受脫落酸或光調(diào)節(jié)的擬南芥F-box基因,本研究進(jìn)行了以下分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:1.通過生物信息學(xué)方法分析GEO基因芯片,我們篩選到38個(gè)受ABA調(diào)節(jié)的擬南芥F-box基因,14個(gè)受藍(lán)光調(diào)節(jié)的擬南芥F-box基因,19個(gè)受紅光調(diào)節(jié)的擬南芥F-box基因。其中,At1g15670、At2g18280和At2g24540基因在受藍(lán)光調(diào)控和受ABA調(diào)控的擬南芥F-box基因中都被篩選到。At1g15670、At1g61340、At2g36090和At5g02990基因在受紅光調(diào)控和受ABA調(diào)控的擬南芥F-box基因中都被篩選到。2.通過啟動(dòng)子分析,發(fā)現(xiàn)受ABA調(diào)節(jié)的38個(gè)候選基因的作用元件主要與ABA、干旱和脅迫相關(guān)。且受ABA調(diào)節(jié)和受光調(diào)節(jié)的候選基因都存在與光相關(guān)的作用元件。3.選擇表達(dá)量改變倍數(shù)最大的基因,進(jìn)行定量PCR實(shí)驗(yàn)。篩選出6個(gè)受ABA調(diào)節(jié)的擬南芥F-box基因,4個(gè)受藍(lán)光調(diào)節(jié)的擬南芥F-box基因,2個(gè)受紅光調(diào)節(jié)的擬南芥F-box基因。對(duì)這些基因進(jìn)行實(shí)時(shí)定量PCR分析,結(jié)果與基因芯片結(jié)果大體一致。4.本研究分析了候選基因的表達(dá)譜。結(jié)果顯示,受ABA調(diào)節(jié)的候選擬南芥F-box基因中,部分基因在保衛(wèi)細(xì)胞、種皮、花粉和衰老葉片中呈現(xiàn)高表達(dá)。大部分基因在ABA處理、經(jīng)歷脅迫和種子吸水過程中表達(dá)量改變顯著。此外,受藍(lán)光調(diào)控的14個(gè)候選F-box基因和受紅光調(diào)控的19個(gè)候選F-box基因的表達(dá)譜顯示,這些基因在植物發(fā)展的10個(gè)階段中均有不同程度的表達(dá)。以上研究加深了對(duì)F-box基因的認(rèn)識(shí)。為探索F-box基因在植物受脫落酸或光調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮的作用,提供了新的研究思路。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：Q943.2
【部分圖文】：

受脫落酸或光調(diào)節(jié)的擬南芥 F-box 基因篩選研究即新黃質(zhì)合成酶（NSY）和異構(gòu)酶，9-順-紫黃質(zhì)和 9-順-新黃質(zhì)兩個(gè)順式異構(gòu)體在9-順-環(huán)氧類胡蘿卜素雙加氧酶（NCED）的催化下，裂解為 C15 化合物，如黃質(zhì)醛（Xanthoxin，XAN）[11-14]。此步驟為 ABA 合成的限速步驟，9-順-環(huán)氧類胡蘿卜素雙加氧酶（NCED）為限速酶。然后，黃質(zhì)醛從葉綠體釋放到細(xì)胞質(zhì)中，經(jīng)短鏈脫氫酶（ABA2）催化生成 ABA 醛。ABA 醛被 ABA 醛氧化酶（AAO3）氧化成ABA。AAO3 的活化需要鉬輔因子（MoCo）的參與[15]。下圖的右側(cè)對(duì)應(yīng)給出了各個(gè)步驟中，各個(gè)酶缺失的缺陷型突變體列表，并按照物種分別列出[16]。

圖 1.3 ABA 核心信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑[45]x 蛋白 蛋白廣泛存在于真核生物中，且在原核生物中也有發(fā)現(xiàn)[46]。F-box 蛋白是細(xì)胞周期蛋白 F（Cyclin F），之后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了更在酵母、線蟲、果蠅和哺乳動(dòng)物中，都發(fā)現(xiàn)了大量具有 F-bo[48]。在擬南芥中更是發(fā)現(xiàn)了近 700 個(gè) F-box 基因，水稻中 F-有近 700 個(gè)。因此，F(xiàn)-box 家族是植物的超大家族之一，許多 F-box 蛋白的參與，包括光信號(hào)傳導(dǎo)、激素的調(diào)控、花器官的的作用之廣主要由于它參與的泛素蛋白酶體途徑。泛素蛋白過程中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，包括信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞循環(huán)、免疫反應(yīng)程序化死亡等過程[50]。ox 蛋白與泛素蛋白酶體途徑

At5g52880 1 6注：ABA，drought，stress，Meristem 和 light 代表響應(yīng)該因子的順式元件數(shù)。2.2.3 用定量 PCR 鑒定部分候選 F-box 基因?qū)崟r(shí)熒光定量PCR可用于鑒定基因RNA水平的表達(dá)。從篩選到的38個(gè)候選基因中，選擇表達(dá)量改變倍數(shù)變化最大的6個(gè)F-box基因。在篩選這6個(gè)基因時(shí)，我們首選篩選出6組芯片中改變倍數(shù)大于2的所有F-box基因，并在所有符合標(biāo)準(zhǔn)的基因中，選擇至少在一組芯片中改變倍數(shù)大于5，且在至少兩組芯片中表現(xiàn)一致的基因。這6個(gè)基因分別是At1g26930，At1g80110，At2g18910，At3g23880，At4g14090和At5g04010。其中，At1g26930在4組芯片的4組實(shí)驗(yàn)（芯片GSE19520涉及到關(guān)于葉片和保衛(wèi)細(xì)胞的兩組實(shí)驗(yàn)）中，表現(xiàn)出經(jīng)ABA處理后表達(dá)量上升的表型；而At1g80110在5組芯片的6組實(shí)驗(yàn)中，均表現(xiàn)出表達(dá)量上升的表型；At2g18910在3組芯片的4組實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出表達(dá)量下降表型；At3g23880在2組芯片的3組實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出下降表型；At4g14090在4組芯片的4組實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出表達(dá)量上升表型；At5g04010在2組芯片的2組實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出表達(dá)量上升表型。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

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本文編號(hào)：2815083