本文關(guān)鍵詞：植物L(fēng)EA基因家族的分子進(jìn)化研究和一擬南芥非典型LEA基因功能的初步分析

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【摘要】：LEA(Late embryogenesis abundant)是一類與抗逆性相關(guān)的蛋白,它廣泛參與植物對(duì)非生物脅迫的響應(yīng)過(guò)程。本論文在11個(gè)植物物種中鑒定出了332個(gè)潛在的LEA基因家族成員,并估算了LEA基因在這些物種中的基因獲得和缺失數(shù)量。隨后,通過(guò)比較LEA基因的結(jié)構(gòu)和蛋白基序組成,推測(cè)出在同一分組中的LEA基因具有很強(qiáng)的同源性。染色體定位分析表明,LEA基因在番茄9條染色體上的不均勻分布,片段復(fù)制和串聯(lián)復(fù)制可能在LEA基因家族的擴(kuò)增中扮演著重要的角色。順式調(diào)控元件分析推測(cè)了LEA基因可能廣泛的參與植物脅迫響應(yīng)的調(diào)控過(guò)程。另外,基因重組事件在LEA基因的進(jìn)化過(guò)程中發(fā)揮著重要的推動(dòng)作用。選擇性壓力分析鑒定了一些正向選擇位點(diǎn),它們大部分位于蛋白的α-螺旋和β-轉(zhuǎn)角區(qū)域,這種分布可能引起蛋白結(jié)構(gòu)的改變,從而增加LEA蛋白功能的多樣性。芯片數(shù)據(jù)表達(dá)譜和qRT-PCR分析鑒定了LEA基因在番茄的不同發(fā)育階段和不同組織或器官中的表達(dá)水平,以及它們對(duì)鹽、干旱或冷脅迫的響應(yīng)。通過(guò)功能網(wǎng)絡(luò)分析確定了45個(gè)共表達(dá)基因,這些基因大多參與細(xì)胞合成代謝和轉(zhuǎn)錄調(diào)控,表明了LEA基因可能也參與類似的信號(hào)途徑。此外,本文還對(duì)擬南芥中一個(gè)非典型的LEA基因,AtLEA52進(jìn)行了初步的功能鑒定,并通過(guò)轉(zhuǎn)基因的方法確定了AtLEA52基因的組織表達(dá)部位。另外,干旱、鹽或低溫脅迫能夠下調(diào)轉(zhuǎn)基因植株葉片中AtLEA52基因的表達(dá)。最后,通過(guò)構(gòu)建轉(zhuǎn)AtLEA52-OE的擬南芥植株,發(fā)現(xiàn)AtLEA52基因的過(guò)量表達(dá)能夠提高轉(zhuǎn)基因植物對(duì)鹽和干旱的敏感性�？傊�,本論文的研究結(jié)果可以為研究植物L(fēng)EA基因家族的分子進(jìn)化和非典型LEA基因的功能提供了一定的理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：分子進(jìn)化 LEA基因家族 植物
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q943.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 縮略詞9-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 植物抗逆性概述11-14
• 1.1.1 植物抗逆性的分類11
• 1.1.2 植物抗逆性的機(jī)制11-13
• 1.1.3 植物逆境響應(yīng)的表達(dá)調(diào)控13-14
• 1.2 LEA蛋白概述14-21
• 1.2.1 LEA蛋白的分類和結(jié)構(gòu)14-17
• 1.2.2 LEA基因的表達(dá)調(diào)控17
• 1.2.3 LEA蛋白的功能17-21
• 第二章 研究目的、研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線21-24
• 2.1 研究的目的和意義21
• 2.2 主要的研究?jī)?nèi)容21-23
• 2.3 研究技術(shù)路線23-24
• 第三章 植物L(fēng)EA基因家族的分子進(jìn)化研究24-56
• 3.1 材料與方法24-27
• 3.1.1 植物L(fēng)EA基因的搜索與鑒定24
• 3.1.2 LEA基因的特征分析24
• 3.1.3 多序列比對(duì)和系統(tǒng)發(fā)育分析24-25
• 3.1.4 LEA基因最大獲得和缺失數(shù)目的估算25
• 3.1.5 基因結(jié)構(gòu)和蛋白基序組成25
• 3.1.6 染色體定位與復(fù)制時(shí)間的推算25-26
• 3.1.7 順式調(diào)控元件分析26
• 3.1.8 基因重組分析26
• 3.1.9 選擇性壓力分析及蛋白結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)26
• 3.1.10 芯片數(shù)據(jù)分析26-27
• 3.1.11 功能網(wǎng)絡(luò)分析27
• 3.1.12 qRT-PCR分析27
• 3.2 結(jié)果與討論27-53
• 3.2.1 11個(gè)植物物種中LEA家族基因的鑒定27-32
• 3.2.2 LEA家族基因的注釋及特征32-34
• 3.2.3 系統(tǒng)發(fā)育分析34-36
• 3.2.4 估算11個(gè)植物物種中LEA基因的最大獲得和缺失數(shù)量36-37
• 3.2.5 基因結(jié)構(gòu)和蛋白基序組成37-39
• 3.2.6 染色體定位及復(fù)制事件分析39-41
• 3.2.7 順式作用元件分析41-42
• 3.2.8 重組事件分析42-44
• 3.2.9 選擇性壓力分析44-46
• 3.2.10 芯片數(shù)據(jù)分析及qRT-PCR46-49
• 3.2.11 功能網(wǎng)絡(luò)分析49-53
• 3.3 小結(jié)53-56
• 第四章 一個(gè)非典型擬南芥LEA基因功能的初步研究56-74
• 4.1 材料、試劑及儀器設(shè)備56-57
• 4.1.1 植物材料56
• 4.1.2 菌株和質(zhì)粒56
• 4.1.3 試劑的配制56-57
• 4.1.4 主要儀器57
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法57-63
• 4.2.1 擬南芥基因組DNA的提取57-58
• 4.2.2 Trizol提取總RNA58
• 4.2.3 RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA58
• 4.2.4 基因的克隆58-59
• 4.2.5 瓊脂糖凝膠電泳與目的片段的回收59
• 4.2.6 載體的構(gòu)建59-61
• 4.2.7 大腸桿菌感受態(tài)的制備和轉(zhuǎn)化61
• 4.2.8 農(nóng)桿菌感受態(tài)的制備和轉(zhuǎn)化61-62
• 4.2.9 質(zhì)粒提取62
• 4.2.10 擬南芥的轉(zhuǎn)化62
• 4.2.11 陽(yáng)性植株的篩選62-63
• 4.2.12 引物的設(shè)計(jì)63
• 4.3 結(jié)果與討論63-72
• 4.3.1 一個(gè)非典型LEA基因AtLEA52的特征鑒定63-66
• 4.3.2 pAtLEA52-GUS重組載體的構(gòu)建及轉(zhuǎn)基因植株的獲得66-67
• 4.3.3 AtLEA52啟動(dòng)子活性分析67-69
• 4.3.4 AtLEA52-OE重組載體的構(gòu)建及轉(zhuǎn)基因植株的獲得69-70
• 4.3.5 AtLEA52基因的過(guò)表達(dá)提高轉(zhuǎn)基因擬南芥幼苗對(duì)干旱或鹽的敏感性70-72
• 4.4 小結(jié)72-74
• 第五章 總結(jié)與展望74-76
• 5.1 工作總結(jié)74-75
• 5.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 致謝81-82
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它科研成果82-83
• 附錄83-84

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