煙草作為主要的經(jīng)濟(jì)作物,在種植過程中易遇到干旱、低溫、低鉀等環(huán)境脅迫。水通道蛋白（aquaporin,AQP）是植物中主要的膜內(nèi)在蛋白,能調(diào)控植物的開花、氣孔運動、細(xì)胞伸長與分化、逆境脅迫等生長發(fā)育過程。挖掘煙草中潛在的AQP抗性基因有利于煙草種植的遺傳改良進(jìn)而提高煙草的質(zhì)量和產(chǎn)量。本研究利用普通煙草K326的基因組信息鑒定AQP基因家族,并對該家族成員命名分組、理化性質(zhì)預(yù)測、進(jìn)化關(guān)系和表達(dá)模式分析,為煙草AQP的基因挖掘和功能分析奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。結(jié)果如下:1、煙草中鑒定到101個NtAQPs基因。對擬南芥、水稻、楊樹和煙草的AQP蛋白構(gòu)建進(jìn)化樹,結(jié)果顯示,NtAQPs分為PIP、TIP、NIP、SIP和XIP五個亞家族,再次細(xì)分為:2個PIP亞組、5個TIP亞組、7個NIP亞組、2個SIP亞組和2個XIP亞組。2、各亞家族成員的氨基酸結(jié)構(gòu)相對保守。多序列比對顯示,大多數(shù)NtAQPs含有2個NPA基序、相對保守的芳香族/精氨酸（Ar/R）選擇過濾位點和Froger位點。多數(shù)NtAQPs定位于質(zhì)膜和液泡膜上,而NtPIP1-13和NtPIP1-15位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。TMHMM Server預(yù)測... 

【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

煙草、擬南芥、水稻和楊樹中AQPs的進(jìn)化樹分析

普通煙草中水通道蛋白基因家族的鑒定和轉(zhuǎn)錄組分析22除過NtPIP1-1、NtPIP1-2、NtPIP1-5、NtPIP1-16、NtPIP2-13、NtPIP1-11~NtPIP1-15無LE2位點，NtPIP1-10的LE2位點為Ile，其余NtPIPs的LE2位點均為Arg。圖2NtAQP中各亞家族的多序列聯(lián)配Fig.2ThemultiplesequencealignmentofeachNtAQPsubfamily*TM1~TM7代表跨膜結(jié)構(gòu)序列，LooA-LoopF表示連接的環(huán)序列，實線的方框代表NPA基序，H2、H5、LE1、LE2表示Ar/R選擇性過濾位點，P1~P5表示Froger位點。Transmembranestructuresequence(TM1-TM7)werehighlightedbysolidlineandconnectingloopwerehighlightedbydottedline.NPAregionswereshowninthesolidboxes.Ar/RselectivityfilterresiduesincludingH2,H5,LE1,LE2andFroger’residuesincludingP1-P5wereshowninthedottedboxes.Froger位點的氨基酸變化不一，P1為氨基酸M/Q/G/S/-；除過NtPIP1-1、NtPIP1-2、NtPIP1-5、NtPIP1-11~NtPIP1-16、NtPIP2-13無P2位點，NtPIP1-10的P2位點為His，其余NtPIPs的P2位點均為絲氨酸（Serine，S/Ser）；除過NtPIP1-1、NtPIP1-2、NtPIP1-5、NtPIP1-13、NtPIP1-14、NtPIP2-13無P3位點，NtPIP1-10的P3位點為Ser，其余NtPIPs的P3位點均為丙氨酸（Alanine，A/Ala）；P4位點為D/E/F/-氨基酸；除NtPIP1-5、NtPIP1-8、NtPIP1-10~NtPIP1-16、NtPIP1-13、NtPIP1-14、NtPIP2-13無P5位點，NtPIP2-14的P5位點為Leu，其余NtPIPs的P5位點均為色氨酸（Tryptophan，W/Trp）。3.3.2NtTIPs的多序列比對分析

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文25圖3NtAQP的基因結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3ThediagrammaticsketchofgenestructureineachNtAQP*黃色的方框表示基因的外顯子位置，中間的黑線為內(nèi)含子，淺綠色的方框代表5’UTR和3’UTR。淺紅色、深紅色和深綠色分別表示AQP結(jié)構(gòu)域MIP、生長素誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)域、Sec膜整合蛋白結(jié)構(gòu)域。Yellowboxesdisplayedexonandsolidlinesweredisplayedintron.Untranslatedregions(UTRs)wereshowninthesidegene.MIP,Auxin_inducibleandSecEdomainswererepresentbylightred,darkredanddarkgreenboxes,respectively.3.4.2NtAQPs的motif分析利用MEME和TBtool軟件對NtAQPs蛋白序列進(jìn)行motif分布可視化（圖4）。10個motif氨基酸信息如附表3所示。結(jié)果顯示，相同亞家族內(nèi)的motif分布較為一致。在NtPIP亞家族中，NtPIP1-15只含有motif4，其他成員motif數(shù)量在4~8之間。大多數(shù)成員含有motif3、motif4、motif10。motif4的存在和motif9的缺失使NtPIP亞家族區(qū)別于其他亞家族且具有底物特異性。在NtTIP亞家族中，大部分成員含有個6個motif：motif1、motif2、motif5、motif6、motif7和motif9，而NtTIP1-10僅含有motif2和motif5兩個基序。2個motif9的存在和motif7的缺失使NtTIP4s區(qū)別于其他NtTIP亞組。NtNIPs的基序主要有motif1、motif2、motif6和motif9，且大部分NtNIPs包含2個motif9。NtNIP1-7只含有1個motif1基序，而NtNIP5-1含有NtPIP亞家族特有基序motif4。所以，NtNIP1-7和NtNIP5-1由于復(fù)雜的分類和基序分布有待進(jìn)一步驗證其功能特征。相

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]天山雪蓮水孔蛋白基因（AQP）家族鑒定與生物信息學(xué)分析[J]. 夏雯雯,李錦,祝建波.  江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2016(06)
[2]基于GIS的湖北西部煙草種植氣象災(zāi)害危險性分析[J]. 孟丹,陳正洪,李建平,陽威,何飛,陳振國.  中國農(nóng)業(yè)氣象. 2015(05)
[3]高吸水樹脂在煙草包衣丸化種子中的應(yīng)用研究[J]. 鄭昀曄,崔華威,索文龍,胡晉,馬文廣.  種子. 2014(03)
[4]煙蚜的抗藥性現(xiàn)狀及其綜合治理[J]. 崔新倩.  農(nóng)藥研究與應(yīng)用. 2011(04)
[5]煙草黑脛病生物防治的研究進(jìn)展[J]. 蔡勇,肖啟明,杜桂萍.  安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2010(11)
[6]干旱脅迫對煙草腺毛密度及葉面分泌物的影響[J]. 齊永杰,徐錦錦,梁偉.  廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2008(06)
[7]Upland rice and lowland rice exhibited different P/P expression under water deficit and ABA treatment[J]. David Lane.  Cell Research. 2006(07)

碩士論文
[1]β-氨基丁酸提高煙草幼苗抵御高溫和高鹽脅迫的初步研究[D]. 張清莉.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[2]煙草內(nèi)生真菌種群多樣性及煙草赤星病生防內(nèi)生菌的篩選[D]. 裴洲洋.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3368855