發(fā)布時間：2017-07-17 07:03

  本文關鍵詞：植物LEA基因家族的分子進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的蛋白,它廣泛參與植物對非生物脅迫的響應過程。本論文在11個植物物種中鑒定出了332個潛在的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,通過比較LEA基因的結構和蛋白基序組成,推測出在同一分組中的LEA基因具有很強的同源性。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,片段復制和串聯(lián)復制可能在LEA基因家族的擴增中扮演著重要的角色。順式調(diào)控元件分析推測了LEA基因可能廣泛的參與植物脅迫響應的調(diào)控過程。另外,基因重組事件在LEA基因的進化過程中發(fā)揮著重要的推動作用。選擇性壓力分析鑒定了一些正向選擇位點,它們大部分位于蛋白的α-螺旋和β-轉角區(qū)域,這種分布可能引起蛋白結構的改變,從而增加LEA蛋白功能的多樣性。芯片數(shù)據(jù)表達譜和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水平,以及它們對鹽、干旱或冷脅迫的響應。通過功能網(wǎng)絡分析確定了45個共表達基因,這些基因大多參與細胞合成代謝和轉錄調(diào)控,表明了LEA基因可能也參與類似的信號途徑。此外,本文還對擬南芥中一個非典型的LEA基因,AtLEA52進行了初步的功能鑒定,并通過轉基因的方法確定了AtLEA52基因的組織表達部位。另外,干旱、鹽或低溫脅迫能夠下調(diào)轉基因植株葉片中AtLEA52基因的表達。最后,通過構建轉AtLEA52-OE的擬南芥植株,發(fā)現(xiàn)AtLEA52基因的過量表達能夠提高轉基因植物對鹽和干旱的敏感性�？傊�,本論文的研究結果可以為研究植物LEA基因家族的分子進化和非典型LEA基因的功能提供了一定的理論基礎。
【關鍵詞】：分子進化 LEA基因家族 植物
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 植物抗逆性的機制11-13
• 1.1.3 植物逆境響應的表達調(diào)控13-14
• 1.2 LEA蛋白概述14-21
• 1.2.1 LEA蛋白的分類和結構14-17
• 1.2.2 LEA基因的表達調(diào)控17
• 1.2.3 LEA蛋白的功能17-21
• 第二章 研究目的、研究內(nèi)容及技術路線21-24
• 2.1 研究的目的和意義21
• 2.2 主要的研究內(nèi)容21-23
• 2.3 研究技術路線23-24
• 第三章 植物LEA基因家族的分子進化研究24-56
• 3.1 材料與方法24-27
• 3.1.1 植物LEA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 基因結構和蛋白基序組成25
• 3.1.6 染色體定位與復制時間的推算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構的預測26
• 3.1.10 芯片數(shù)據(jù)分析26-27
• 3.1.11 功能網(wǎng)絡分析27
• 3.1.12 qRT-PCR分析27
• 3.2 結果與討論27-53
• 3.2.1 11個植物物種中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 基因結構和蛋白基序組成37-39
• 3.2.6 染色體定位及復制事件分析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)絡分析49-53
• 3.3 小結53-56
• 第四章 一個非典型擬南芥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 實驗方法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 載體的構建59-61
• 4.2.7 大腸桿菌感受態(tài)的制備和轉化61
• 4.2.8 農(nóng)桿菌感受態(tài)的制備和轉化61-62
• 4.2.9 質(zhì)粒提取62
• 4.2.10 擬南芥的轉化62
• 4.2.11 陽性植株的篩選62-63
• 4.2.12 引物的設計63
• 4.3 結果與討論63-72
• 4.3.1 一個非典型LEA基因AtLEA52的特征鑒定63-66
• 4.3.2 pAtLEA52-GUS重組載體的構建及轉基因植株的獲得66-67
• 4.3.3 AtLEA52啟動子活性分析67-69
• 4.3.4 AtLEA52-OE重組載體的構建及轉基因植株的獲得69-70
• 4.3.5 AtLEA52基因的過表達提高轉基因擬南芥幼苗對干旱或鹽的敏感性70-72
• 4.4 小結72-74
• 第五章 總結與展望74-76
• 5.1 工作總結74-75
• 5.2 展望75-76
• 參考文獻76-81
• 致謝81-82
• 在學期間發(fā)表的學術論文及其它科研成果82-83
• 附錄83-84

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本文編號：552397