小分子熱休克蛋白(Small heat shock protein,SHSPs)是一類重要的抗脅迫蛋白,廣泛存在于各種植物體內(nèi)并具有豐富的功能多樣性。本氏煙是植物與逆境互作研究的一種重要模式植物,但有關(guān)其SHSPs功能的研究還很少。本實驗室的前期研究顯示本氏煙SHSPs可能在病毒侵染過程中具有一定的功能,為了進一步探索SHSPs的功能,本研究首先采用生物信息學(xué)方法從基因組數(shù)據(jù)庫中鑒定出43個本氏煙SHSPs家族成員,并運用多重序列比對等方法鑒定了本氏煙SHSPs家族基因的基本特征、分類和進化關(guān)系。接著利用qRT-PCR技術(shù)分析了本氏煙SHSPs基因家族的組織表達模式,結(jié)果表明發(fā)現(xiàn)大部分SHSPs在葉片中的表達水平要比花器官中高。本氏煙應(yīng)答多種脅迫的定量分析結(jié)果顯示大多數(shù)本氏煙SHSPs基因受高溫脅迫誘導(dǎo);僅有定位于細胞質(zhì)-細胞核亞類的SHSPs基因(CI-CV)受干旱脅迫誘導(dǎo)。植物激素ABA和SA處理均可顯著改變本氏煙SHSPs家族基因的表達模式,其中ABA主要影響細胞質(zhì)-細胞核亞類的SHSPs基因表達,而SA則還會影響其它亞類SHSPs基因的表達。同時我們還重點分析了四種植物病毒[水稻條紋病毒(RSV)、煙草脆裂病毒(TRV)、番茄花葉病毒(ToMV)、蕪菁花葉病毒(TuMV)]侵染對本氏煙SHSP基因表達模式的影響,結(jié)果顯示11 個本氏煙 SHSPs 基因(包括 HSP-O1、HSP-02、HSP-06、HSP-07、HSP-18、HSP-20、HSP-22、HSP-25、HSP-31、HSP-34 和 HSP-43)可受上述四種病毒侵染誘導(dǎo);啟動子活性分析進一步表明植物病毒侵染可增強HSP-05、HSP-07和HSP-34啟動子的活性。比較發(fā)現(xiàn),受病毒侵染影響的11個SHSPs基因同時也受SA的調(diào)控,表明這些SHSPs可能通過參與SA途徑影響病毒侵染過程。為了進一步分析SHSPs的活性,我們又在大腸桿菌中表達并純化了 2個本氏煙SHSPs(HSP-07和HSP-34)蛋白,體外活性分析結(jié)果表明這2個SHSPs蛋白均具有良好的分子伴侶活性;為了分析SHSPs在植物體內(nèi)的功能,我們通過激光共聚焦和免疫膠體金標記技術(shù)分析了 HSP-07的亞細胞定位,二者一致性地表明該蛋白定位于細胞質(zhì),表明該SHSPs在細胞質(zhì)中發(fā)揮其分子伴侶活性。高溫處理過表達HSP-07的轉(zhuǎn)基因種子表明該蛋白可活性的傷害,促進轉(zhuǎn)基因種子萌發(fā)和幼苗生長發(fā)育。這些研究結(jié)果有助于深入理有效減輕高溫脅迫對其種子解植物SHSPs在抗逆和生長發(fā)育過程中的功能。
【學(xué)位單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：Q943.2
【部分圖文】：

?１４７?１５７??ｓｈｓｐ?４Ｈｉ?—■■■■■■■－Ａ／??圖１．１?ｓＨＳＰ的典型結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｓＨＳＰ??注：深灰區(qū)域為ＷＤＰＥ結(jié)構(gòu)域；淺灰區(qū)域為Ｎ－末端的一段保守序列；黑色區(qū)域為ＡＣＤ結(jié)??構(gòu)域；末端折疊部分為一段靈活多變的Ｃ－末端延伸。??Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅ?ｄａｒｋ?ｓｈａｄｅｄ?ａｒｅａ?ｍａｒｋｓ?ｔｈｅ?ｓｏｃａｌｌｅｄ?ＷＤＰＦ?ｄｏｍａｉｎ；ｔｈｅ?ｌｉｇｈｔ?ｓｈａｄｅｄ?ａｒｅａ?ｍａｒｋｓ??ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ?ｒｅｇｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?Ｎ－ｔｅｒｍｉｎａｌ?ｐａｒｔ?ｏｆ?ｓＨｓｐ；?ｔｈｅ?ｂｌａｃｋ?ａｒｅａ?ｄｅｎｏｔｅｓ?ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ?ａ??－ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎ?ｄｏｍａｉｎ；ｚｉｇｚａｇ，?ｆｌｅｘｉｂｌｅ?Ｃ－ｔｅｒｍｉｎａｌ?ｒｅｇｉｏｎ．??ＳＨＳＰｓ的四級結(jié)構(gòu)是動態(tài)變化的，其通過動態(tài)變化形成多聚體或二聚體以及??四聚體從而發(fā)揮功能（圖１．２）?［１６］。ＳＨＳＰｓ形成寡聚體或二聚體與其蛋白發(fā)揮功??能息息相關(guān)。來源于詹氏甲院球菌的ＭｊＨｓｐｌ６．５以??及來源于小麥（７Ｈ／／ＣＷＷ?的ＴａＨｓｐｌ６．９是最先得到晶體結(jié)構(gòu)的兩個小熱??休克蛋白。雖然兩個物種的親緣關(guān)系比較遠，但是其ＳＨＳＰｓ的晶體結(jié)構(gòu)仍顯示??出極高的相似性［２２］。兩者都是首先形成一個二聚體，然后以二聚體為基礎(chǔ)，形成??一個十二聚體。但由于是不同物種的緣由，二者仍存在一些差異。詹氏甲烷球菌??的ＭｊＨｓｐｌ６．５首先形成一個四聚體

會?Ｃｉｒｃａｄｉａｎ?■?ＴＣＡ－ｅｌ？ｍｅｎｔ?￡７１?ＴＯＡＣＯ－ｍｏｔｌｆ?＾?ＡＲＥ?番?ＭＢＳ??圖２．２?ｓＨＳＰｓ的順式作用元件預(yù)測??Ｆｉｇ．２．２?Ｃｉｓ－ａｃｔｉｎｇ?ｅｌｅｍｅｎｔ?ｉｎ

３．３．５．２?ＲＳＶ侵染本氏煙后３個ＳＨＳＰｓ啟動子活性分析??將含有ＳＨＳＰｓ啟動子的農(nóng)桿菌分別浸潤已感染ＲＳＶ的本氏煙植株。于浸潤??后４８ｈ采樣分析其ＧＵＳ酶活性。如圖３．１０和圖３．１１所示，在感染ＲＳＶ的植株??中，３個ＳＨＳＰｓ啟動子均有明顯活性，成功啟動了下游ＧＵＳ報告基因的表達。??此外，Ｐ〇５－ＧＵＳ的活性相比對照提高了?３倍左右，Ｐ３４－ＧＵＳ的啟動子活性與??Ｐ０５－ＧＵＳ相似，而Ｐ〇７－ＧＵＳ的啟動子初始活性較其它兩個啟動子偏高，因此其增??加的倍數(shù)不明顯。這個結(jié)果與基因表達模式分析結(jié)果相一致，同時也表明ＲＳＶ??４５??
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 秦佳;楊金瑩;伊淑瑩;趙春梅;李明輝;劉箭;;組成型表達的ClpB基因提高番茄植株的耐冷性[J];植物生理學(xué)通訊;2007年01期

本文編號：2886822