利用CRISPR/Cas9技術(shù)構(gòu)建大豆gmros1突變體及基因功能解析
發(fā)布時(shí)間:2021-01-06 23:22
表觀遺傳學(xué)是指基于非基因序列改變導(dǎo)致基因表達(dá)水平可遺傳的變化,包括DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA等。DNA甲基化水平受到從頭合成、維持和去甲基化三個(gè)環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)調(diào)控。DNA去甲基化酶引發(fā)主動(dòng)去甲基化。植物中的去甲基化酶REPRESSOR OF SILENCING1(ROS1)具有糖基化酶活性和裂解酶活性。在擬南芥、水稻作物中的生長(zhǎng)發(fā)育、生物脅迫和非生物脅迫響應(yīng)等性狀中都表現(xiàn)出重要的作用。本研究利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)獲得gmros1突變體,進(jìn)行了基因組甲基化水平檢測(cè)和生長(zhǎng)表型觀察,為探究ROS1在大豆中的生物學(xué)功能奠定研究基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下:1、根據(jù)基因的同源性在大豆中找到了三個(gè)GmROS1基因,結(jié)合基因結(jié)構(gòu)、進(jìn)化分析等將 Glyma.03G190800、Glyma.10G065900 和 Glyma.13G151000 分別命名為G GmROS1A、GmROS1B。通過多物種比對(duì)分析,發(fā)現(xiàn) GmROS1L、GmROS1A、GmROS1B都具有高度保守的功能域ENDO3c和PFAM。進(jìn)化樹分析發(fā)現(xiàn)GmROS1L與紫花苜蓿中的一個(gè)拷貝MtrROS1L親緣關(guān)系最近;Gm...
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2堿基切除修復(fù)(BER)途徑介導(dǎo)植物中DNA主動(dòng)去甲基化??
?東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文????42.9%、57.4%、60.7%?(表2-5)。根據(jù)相似度比較發(fā)現(xiàn)幾與Mr/'i?OSL7相似度??最高。使用GSDS2.0在線分析基因結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)與M/AOSZY基因結(jié)構(gòu)最相似??(圖2-1),與hi術(shù)某因相似度比對(duì)結(jié)果一致。???表2-5擬南芥、大豆、苜蓿/?0幻家族基因???長(zhǎng)度編碼蛋白長(zhǎng)度?同源性?相似度?相似度??命名?基因??(bp)?(aa)?At?ROS1?Mtr?ROSL1?Mtr?ROS1??GmROSIL?Glyma.03G?190800?11799?1741?49.5%?73.3%?42.9%??GmROSlA?Glyma.l0G065900?16773?2014?45.1%?53.8%?57.4%??GmROSIB?Glyma.l3G151000?11961?1993?46.0%?59.0%?60.7%??AtROSI??????AT.2G36490?=?丨■.丨丨.■■…丨■■丨■■?■?■丨[??MtrROSI?|?■? ̄1?II?ini?■?mmm-mm+tmm??Medtr.lg061220??GnMSIA?丨?■——ii?■?ii???"I?—?■??Glyma.lOG065900??GmROSIB?:?__hihhhhhh-h?iiiii?mm?n?i?in?mzu??Glyma.l3G151000??MtrROSL?1?H ̄ ̄n?—?n?■?m? ̄■=:??Medtr.7G103680??_S1L?_???-???^??Glyma.03G190800??I
結(jié)構(gòu)、蛋白結(jié)構(gòu)、進(jìn)化??樹結(jié)果相一致。他們的等電點(diǎn)皆為堿性,且都是不穩(wěn)定的親水性蛋白(表2-6)。通過大??豆GmROSI蛋白的亞細(xì)胞定位分析,結(jié)果顯示AtROSl、MetROSl、MetROSIL、??GmROSIL、GmROSlA、GmROSIB?都主要定位在細(xì)胞核內(nèi),其中?AtROSl、MetROSLl、??GmROSIL在細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞骨架、細(xì)胞質(zhì)膜中均有定位,而MetROSl、GmROSlA、??GmROSIB只在細(xì)胞核、細(xì)胞骨架、細(xì)胞質(zhì)膜中有定位,在細(xì)胞質(zhì)中沒有定位(圖2-5)。??通過比較各物種中ROS1蛋白的磷酸化數(shù)量,發(fā)現(xiàn)擬南芥、苜蓿和大豆中R0S1蛋白的??磷酸化位點(diǎn)都具有絲氨酸數(shù)量占比最多,酪氨酸數(shù)量最少的特點(diǎn)。其中GmROSIL與??MetROSLl中絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸數(shù)量最為接近;GmROSlA和GmROSIB中絲氨??酸、蘇氨酸、酪氨酸數(shù)量最為接近(表2-7)。這些結(jié)果與上述相似度分析結(jié)果一致,即??GmROSIL與MetROSLl親緣關(guān)系最近,GmROSlA和GmROSIB親緣關(guān)系最近。???表2-6大豆GmROSI蛋白的理化性質(zhì)???蛋白?氨基酸數(shù)量相對(duì)分子量等電點(diǎn)?穩(wěn)定性?總平均親水性??AtROSl?1393?]?56547.33?7.13?不穩(wěn)定?親水??MtrROSl?2841?315099.57?6.09?不穩(wěn)定?親水??MtrROSLl?1778?199567.31?6.13?不穩(wěn)定?親水??GmROSIL?1741?195503.16?6.48?不穩(wěn)定?親水??GmROSlA?2014?224111.32?6.66?不穩(wěn)定?親水??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]利用CRISPR/Cas9技術(shù)高效創(chuàng)制長(zhǎng)粒香型水稻[J]. 徐善斌,鄭洪亮,劉利鋒,卜慶云,李秀峰,鄒德堂. 中國(guó)水稻科學(xué). 2020(05)
[2]大豆生物鐘基因GmLNK1/2、GmRVE4/8和GmTOC1 CRISPR/Cas9組織表達(dá)分析及敲除靶點(diǎn)的鑒定[J]. 甘卓然,石文茜,黎永力,侯智紅,李海洋,程群,董利東,劉寶輝,蘆思佳. 作物學(xué)報(bào). 2020(08)
[3]The mechanism and function of active DNA demethylation in plants[J]. Ruie Liu,Zhaobo Lang. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(01)
[4]利用CRISPR/Cas9技術(shù)編輯Badh2基因改良粳稻香味[J]. 孫慧宇,宋佳,王敬國(guó),劉化龍,孫健,莫天宇,徐善斌,鄭洪亮,鄒德堂. 華北農(nóng)學(xué)報(bào). 2019(04)
本文編號(hào):2961434
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2堿基切除修復(fù)(BER)途徑介導(dǎo)植物中DNA主動(dòng)去甲基化??
?東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文????42.9%、57.4%、60.7%?(表2-5)。根據(jù)相似度比較發(fā)現(xiàn)幾與Mr/'i?OSL7相似度??最高。使用GSDS2.0在線分析基因結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)與M/AOSZY基因結(jié)構(gòu)最相似??(圖2-1),與hi術(shù)某因相似度比對(duì)結(jié)果一致。???表2-5擬南芥、大豆、苜蓿/?0幻家族基因???長(zhǎng)度編碼蛋白長(zhǎng)度?同源性?相似度?相似度??命名?基因??(bp)?(aa)?At?ROS1?Mtr?ROSL1?Mtr?ROS1??GmROSIL?Glyma.03G?190800?11799?1741?49.5%?73.3%?42.9%??GmROSlA?Glyma.l0G065900?16773?2014?45.1%?53.8%?57.4%??GmROSIB?Glyma.l3G151000?11961?1993?46.0%?59.0%?60.7%??AtROSI??????AT.2G36490?=?丨■.丨丨.■■…丨■■丨■■?■?■丨[??MtrROSI?|?■? ̄1?II?ini?■?mmm-mm+tmm??Medtr.lg061220??GnMSIA?丨?■——ii?■?ii???"I?—?■??Glyma.lOG065900??GmROSIB?:?__hihhhhhh-h?iiiii?mm?n?i?in?mzu??Glyma.l3G151000??MtrROSL?1?H ̄ ̄n?—?n?■?m? ̄■=:??Medtr.7G103680??_S1L?_???-???^??Glyma.03G190800??I
結(jié)構(gòu)、蛋白結(jié)構(gòu)、進(jìn)化??樹結(jié)果相一致。他們的等電點(diǎn)皆為堿性,且都是不穩(wěn)定的親水性蛋白(表2-6)。通過大??豆GmROSI蛋白的亞細(xì)胞定位分析,結(jié)果顯示AtROSl、MetROSl、MetROSIL、??GmROSIL、GmROSlA、GmROSIB?都主要定位在細(xì)胞核內(nèi),其中?AtROSl、MetROSLl、??GmROSIL在細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞骨架、細(xì)胞質(zhì)膜中均有定位,而MetROSl、GmROSlA、??GmROSIB只在細(xì)胞核、細(xì)胞骨架、細(xì)胞質(zhì)膜中有定位,在細(xì)胞質(zhì)中沒有定位(圖2-5)。??通過比較各物種中ROS1蛋白的磷酸化數(shù)量,發(fā)現(xiàn)擬南芥、苜蓿和大豆中R0S1蛋白的??磷酸化位點(diǎn)都具有絲氨酸數(shù)量占比最多,酪氨酸數(shù)量最少的特點(diǎn)。其中GmROSIL與??MetROSLl中絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸數(shù)量最為接近;GmROSlA和GmROSIB中絲氨??酸、蘇氨酸、酪氨酸數(shù)量最為接近(表2-7)。這些結(jié)果與上述相似度分析結(jié)果一致,即??GmROSIL與MetROSLl親緣關(guān)系最近,GmROSlA和GmROSIB親緣關(guān)系最近。???表2-6大豆GmROSI蛋白的理化性質(zhì)???蛋白?氨基酸數(shù)量相對(duì)分子量等電點(diǎn)?穩(wěn)定性?總平均親水性??AtROSl?1393?]?56547.33?7.13?不穩(wěn)定?親水??MtrROSl?2841?315099.57?6.09?不穩(wěn)定?親水??MtrROSLl?1778?199567.31?6.13?不穩(wěn)定?親水??GmROSIL?1741?195503.16?6.48?不穩(wěn)定?親水??GmROSlA?2014?224111.32?6.66?不穩(wěn)定?親水??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]利用CRISPR/Cas9技術(shù)高效創(chuàng)制長(zhǎng)粒香型水稻[J]. 徐善斌,鄭洪亮,劉利鋒,卜慶云,李秀峰,鄒德堂. 中國(guó)水稻科學(xué). 2020(05)
[2]大豆生物鐘基因GmLNK1/2、GmRVE4/8和GmTOC1 CRISPR/Cas9組織表達(dá)分析及敲除靶點(diǎn)的鑒定[J]. 甘卓然,石文茜,黎永力,侯智紅,李海洋,程群,董利東,劉寶輝,蘆思佳. 作物學(xué)報(bào). 2020(08)
[3]The mechanism and function of active DNA demethylation in plants[J]. Ruie Liu,Zhaobo Lang. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(01)
[4]利用CRISPR/Cas9技術(shù)編輯Badh2基因改良粳稻香味[J]. 孫慧宇,宋佳,王敬國(guó),劉化龍,孫健,莫天宇,徐善斌,鄭洪亮,鄒德堂. 華北農(nóng)學(xué)報(bào). 2019(04)
本文編號(hào):2961434
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