擬南芥生長(zhǎng)素糖基轉(zhuǎn)移酶基因UGT74D1的鑒定及功能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-10 20:01
生長(zhǎng)素作為植物的一種重要內(nèi)源激素,參與調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的諸多過(guò)程,如根、莖、葉的發(fā)育、維管束組織的形成和分化、植物的向地和向光反應(yīng)、器官的衰老等。植物體內(nèi)生長(zhǎng)素含量的動(dòng)態(tài)平衡與植物的生長(zhǎng)發(fā)育、環(huán)境應(yīng)答等有密切的關(guān)系。長(zhǎng)期以來(lái),雖然對(duì)生長(zhǎng)素在遺傳學(xué)、生物化學(xué)以及生理學(xué)等方面進(jìn)行了大量研究,但對(duì)生長(zhǎng)素糖基化修飾及其生理學(xué)意義的認(rèn)識(shí)仍然有限。生長(zhǎng)素的糖基化修飾主要發(fā)生在吲哚環(huán)側(cè)鏈的羧基上,并且主要是添加葡萄糖。目前,糖基化修飾被認(rèn)為是調(diào)控植物活性激素在不同組織細(xì)胞中動(dòng)態(tài)平衡的重要機(jī)制之一,是對(duì)生長(zhǎng)素進(jìn)行精細(xì)調(diào)控的重要手段,這種調(diào)控與植物的生理狀態(tài)、發(fā)育階段、環(huán)境條件、生物和非生物脅迫等因素密切相關(guān),對(duì)植物維持的正常生長(zhǎng)發(fā)育起重要作用。糖基轉(zhuǎn)移酶是專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)催化分子的糖基化修飾反應(yīng)的酶類(lèi),它將活性糖基從供體(通常是尿嘧啶核苷二磷酸-葡萄糖UDP-glucose)轉(zhuǎn)移到激素、次級(jí)代謝物、病原菌侵染物以及植物內(nèi)外源毒性物質(zhì)等一系列植物小分子化合物受體上。被糖基化修飾后的植物小分子往往會(huì)改變它們的生物活性、水溶性、穩(wěn)定性、在細(xì)胞內(nèi)和整體植株中的運(yùn)輸特性、亞細(xì)胞定位以及與受體的相互識(shí)別與結(jié)合特性。另外還...
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:162 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
ABSTRACT
符號(hào)說(shuō)明
第一章 文獻(xiàn)綜述
1 植物生長(zhǎng)素的研究進(jìn)展
1.1 植物激素的概念及其發(fā)現(xiàn)
1.2 生長(zhǎng)素的特點(diǎn)
1.3 生長(zhǎng)素的存在形式
1.4 生長(zhǎng)素在植物體內(nèi)的分布與運(yùn)輸
1.5 生長(zhǎng)素的生理效應(yīng)
1.6 生長(zhǎng)素的代謝
1.7 生長(zhǎng)素的作用機(jī)理
2 植物小分子的糖基化修飾與糖基轉(zhuǎn)移酶
2.1 植物糖基轉(zhuǎn)移酶的分類(lèi)
2.2 小分子糖基轉(zhuǎn)移酶的生物學(xué)功能
2.3 植物糖基轉(zhuǎn)移酶的應(yīng)用
2.4 小結(jié)
3 研究的目的及立題意義
3.1 研究?jī)?nèi)容
3.2 研究的目的及立題意義
第二章 生長(zhǎng)素糖基轉(zhuǎn)移酶UGT74D1的鑒定及其生化特征
1 前言
2 實(shí)驗(yàn)材料
2.1 載體與菌株
2.2 主要試劑
2.3 主要培養(yǎng)基
2.4 主要溶液配方
3 實(shí)驗(yàn)方法
3.1 植物RNA的提取
3.2 RNA的反轉(zhuǎn)錄
3.3 PCR擴(kuò)增
3.4 瓊脂糖凝膠電泳
3.5 克隆基因片斷的純化回收(天根試劑盒)
3.6 克隆基因的連接
3.7 大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備和質(zhì)粒轉(zhuǎn)化
3.8 原核表達(dá)載體構(gòu)建
3.9 GST融合蛋白的表達(dá)純化
3.10 酶促反應(yīng)條件
3.11 HPLC以及LC-MS分析條件
3.12 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作
4 結(jié)果與分析
4.1 酶活性篩選
4.2 克隆載體的構(gòu)建
4.3 原核表達(dá)載體構(gòu)建
4.4 酶蛋白的原核表達(dá)與純化
4.5 UGT74D1對(duì)不同生長(zhǎng)素相對(duì)轉(zhuǎn)化率的比較
4.6 UGT74D1催化形成的生長(zhǎng)素糖酯的質(zhì)譜檢測(cè)
4.7 影響酶活性的因素分析
4.8 動(dòng)力學(xué)常數(shù)
5 討論
5.1 生長(zhǎng)素糖基轉(zhuǎn)移酶UGT74D1的酶活性
5.2 生長(zhǎng)素糖基轉(zhuǎn)移酶UGT74D1的酶學(xué)性質(zhì)
5.3 本研究的意義
第三章 生長(zhǎng)素糖基轉(zhuǎn)移酶基因UGT74D1的遺傳學(xué)分析
1 前言
2 實(shí)驗(yàn)材料
2.1 植物材料
2.2 菌種和載體
2.3 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
3 實(shí)驗(yàn)方法
3.1 植物材料種植
3.2 擬南芥T-DNA插入突變純合體ugt74d1,ugt74e2鑒定
3.3 植物RNA的提取
3.4 RNA的反轉(zhuǎn)錄
3.5 PCR擴(kuò)增
3.6 克隆基因片斷的純化回收(天根試劑盒)
3.7 克隆基因的連接
3.8 大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備和質(zhì)粒轉(zhuǎn)化
3.9 農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備和質(zhì)粒轉(zhuǎn)化
3.10 擬南芥過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株的獲得與篩選
3.11 植物總蛋白的提取
3.12 表型分析實(shí)驗(yàn)
3.13 突變體和過(guò)表達(dá)體的根抑制實(shí)驗(yàn)
3.14 擬南芥的雜交
3.15 生長(zhǎng)素代謝物含量分析
3.16 生長(zhǎng)素糖酯的提取和分析
3.17 GUS染色分析
3.18 基因槍轉(zhuǎn)化洋蔥表皮細(xì)胞
4 結(jié)果與分析
4.1 擬南芥UGT74D1基因的表達(dá)特異性研究
4.2 擬南芥UGT74D1糖基轉(zhuǎn)移酶蛋白的亞細(xì)胞定位
4.3 突變體純合體的篩選,雙突變純合體的構(gòu)建
4.4 擬南芥UGT74D1過(guò)表達(dá)株系的獲得及純合體篩選
4.5 雙突變體和過(guò)表達(dá)體中生長(zhǎng)素糖基轉(zhuǎn)移酶活性比較
4.6 雙突變體和過(guò)表達(dá)體中生長(zhǎng)素糖酯的含量
4.7 擬南芥UGT74D1過(guò)表達(dá)純合體株系及突變體的表型和生理分析
4.8 UGT74D1的表達(dá)對(duì)于生長(zhǎng)素信號(hào)響應(yīng)的影響
4.9 突變體和過(guò)表達(dá)體生長(zhǎng)素代謝相關(guān)基因的表達(dá)分析
4.10 突變體和過(guò)表達(dá)體卷葉及葉柄角度有關(guān)的基因表達(dá)變化
4.11 內(nèi)源生長(zhǎng)素代謝物含量分析
5 討論
5.1 來(lái)自植物體內(nèi)的UGT74D1對(duì)生長(zhǎng)素的糖基化修飾活性
5.2 UGT74D1在植物體內(nèi)調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素的代謝平衡
5.3 UGT74D1基因?qū)ιL(zhǎng)發(fā)育的影響
5.4 UGT74D1的亞細(xì)胞定位
5.5 本研究的意義
總結(jié)及本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間發(fā)表論文與專(zhuān)利
研究生在讀期間參與科研項(xiàng)目情況
附表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]生長(zhǎng)素合成途徑的研究進(jìn)展[J]. 王家利,劉冬成,郭小麗,張愛(ài)民. 植物學(xué)報(bào). 2012(03)
本文編號(hào):3487861
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:162 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
ABSTRACT
符號(hào)說(shuō)明
第一章 文獻(xiàn)綜述
1 植物生長(zhǎng)素的研究進(jìn)展
1.1 植物激素的概念及其發(fā)現(xiàn)
1.2 生長(zhǎng)素的特點(diǎn)
1.3 生長(zhǎng)素的存在形式
1.4 生長(zhǎng)素在植物體內(nèi)的分布與運(yùn)輸
1.5 生長(zhǎng)素的生理效應(yīng)
1.6 生長(zhǎng)素的代謝
1.7 生長(zhǎng)素的作用機(jī)理
2 植物小分子的糖基化修飾與糖基轉(zhuǎn)移酶
2.1 植物糖基轉(zhuǎn)移酶的分類(lèi)
2.2 小分子糖基轉(zhuǎn)移酶的生物學(xué)功能
2.3 植物糖基轉(zhuǎn)移酶的應(yīng)用
2.4 小結(jié)
3 研究的目的及立題意義
3.1 研究?jī)?nèi)容
3.2 研究的目的及立題意義
第二章 生長(zhǎng)素糖基轉(zhuǎn)移酶UGT74D1的鑒定及其生化特征
1 前言
2 實(shí)驗(yàn)材料
2.1 載體與菌株
2.2 主要試劑
2.3 主要培養(yǎng)基
2.4 主要溶液配方
3 實(shí)驗(yàn)方法
3.1 植物RNA的提取
3.2 RNA的反轉(zhuǎn)錄
3.3 PCR擴(kuò)增
3.4 瓊脂糖凝膠電泳
3.5 克隆基因片斷的純化回收(天根試劑盒)
3.6 克隆基因的連接
3.7 大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備和質(zhì)粒轉(zhuǎn)化
3.8 原核表達(dá)載體構(gòu)建
3.9 GST融合蛋白的表達(dá)純化
3.10 酶促反應(yīng)條件
3.11 HPLC以及LC-MS分析條件
3.12 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作
4 結(jié)果與分析
4.1 酶活性篩選
4.2 克隆載體的構(gòu)建
4.3 原核表達(dá)載體構(gòu)建
4.4 酶蛋白的原核表達(dá)與純化
4.5 UGT74D1對(duì)不同生長(zhǎng)素相對(duì)轉(zhuǎn)化率的比較
4.6 UGT74D1催化形成的生長(zhǎng)素糖酯的質(zhì)譜檢測(cè)
4.7 影響酶活性的因素分析
4.8 動(dòng)力學(xué)常數(shù)
5 討論
5.1 生長(zhǎng)素糖基轉(zhuǎn)移酶UGT74D1的酶活性
5.2 生長(zhǎng)素糖基轉(zhuǎn)移酶UGT74D1的酶學(xué)性質(zhì)
5.3 本研究的意義
第三章 生長(zhǎng)素糖基轉(zhuǎn)移酶基因UGT74D1的遺傳學(xué)分析
1 前言
2 實(shí)驗(yàn)材料
2.1 植物材料
2.2 菌種和載體
2.3 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
3 實(shí)驗(yàn)方法
3.1 植物材料種植
3.2 擬南芥T-DNA插入突變純合體ugt74d1,ugt74e2鑒定
3.3 植物RNA的提取
3.4 RNA的反轉(zhuǎn)錄
3.5 PCR擴(kuò)增
3.6 克隆基因片斷的純化回收(天根試劑盒)
3.7 克隆基因的連接
3.8 大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備和質(zhì)粒轉(zhuǎn)化
3.9 農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備和質(zhì)粒轉(zhuǎn)化
3.10 擬南芥過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株的獲得與篩選
3.11 植物總蛋白的提取
3.12 表型分析實(shí)驗(yàn)
3.13 突變體和過(guò)表達(dá)體的根抑制實(shí)驗(yàn)
3.14 擬南芥的雜交
3.15 生長(zhǎng)素代謝物含量分析
3.16 生長(zhǎng)素糖酯的提取和分析
3.17 GUS染色分析
3.18 基因槍轉(zhuǎn)化洋蔥表皮細(xì)胞
4 結(jié)果與分析
4.1 擬南芥UGT74D1基因的表達(dá)特異性研究
4.2 擬南芥UGT74D1糖基轉(zhuǎn)移酶蛋白的亞細(xì)胞定位
4.3 突變體純合體的篩選,雙突變純合體的構(gòu)建
4.4 擬南芥UGT74D1過(guò)表達(dá)株系的獲得及純合體篩選
4.5 雙突變體和過(guò)表達(dá)體中生長(zhǎng)素糖基轉(zhuǎn)移酶活性比較
4.6 雙突變體和過(guò)表達(dá)體中生長(zhǎng)素糖酯的含量
4.7 擬南芥UGT74D1過(guò)表達(dá)純合體株系及突變體的表型和生理分析
4.8 UGT74D1的表達(dá)對(duì)于生長(zhǎng)素信號(hào)響應(yīng)的影響
4.9 突變體和過(guò)表達(dá)體生長(zhǎng)素代謝相關(guān)基因的表達(dá)分析
4.10 突變體和過(guò)表達(dá)體卷葉及葉柄角度有關(guān)的基因表達(dá)變化
4.11 內(nèi)源生長(zhǎng)素代謝物含量分析
5 討論
5.1 來(lái)自植物體內(nèi)的UGT74D1對(duì)生長(zhǎng)素的糖基化修飾活性
5.2 UGT74D1在植物體內(nèi)調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素的代謝平衡
5.3 UGT74D1基因?qū)ιL(zhǎng)發(fā)育的影響
5.4 UGT74D1的亞細(xì)胞定位
5.5 本研究的意義
總結(jié)及本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間發(fā)表論文與專(zhuān)利
研究生在讀期間參與科研項(xiàng)目情況
附表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]生長(zhǎng)素合成途徑的研究進(jìn)展[J]. 王家利,劉冬成,郭小麗,張愛(ài)民. 植物學(xué)報(bào). 2012(03)
本文編號(hào):3487861
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