【摘要】：森林可持續(xù)發(fā)展與綠色生態(tài)文明建設(shè)是目前林業(yè)發(fā)展的準(zhǔn)則,是森林經(jīng)營與管理的重要內(nèi)容。如何更好的提升森林質(zhì)量,做好相關(guān)抗逆種質(zhì)的開發(fā)和基礎(chǔ)研究工作是其中的重要方向之一。目前,隨著現(xiàn)代工業(yè)化的迅速發(fā)展,金屬污染對森林質(zhì)量的影響也隨之加重。金屬污染嚴重影響樹木的生長發(fā)育、光合作用、體內(nèi)酶系統(tǒng)的運行等,金屬污染已成為限制森林質(zhì)量提升的一個重要因素。木豆作為一種藥食兩用的豆科木本植物,是我國重要木本糧油資源之一。其種植地區(qū)土壤多為酸性,酸性土壤中的金屬毒害作用尤為嚴重。在植物解毒機制中,MATE蛋白可以排除細胞內(nèi)毒素或抵御胞外毒素,在抵御金屬脅迫中具有重要作用。因此,為了研究植物抗金屬脅迫的相關(guān)機制,本研究對木豆中MATE蛋白進行全基因組分析和實驗驗證,結(jié)論如下:1.木豆MATE基因的鑒定和生物信息學(xué)分析。從木豆基因組中鑒定了總共67個MATE基因(CcMATEs),對其進行生物信息學(xué)分析將所有MATE蛋白可分為三個大組,八個亞組。染色體定位預(yù)測發(fā)現(xiàn)有51個MATE基因位于木豆的8條染色體上;蛋白基序分析和三維蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測均發(fā)現(xiàn)木豆MATE蛋白結(jié)構(gòu)具有一定規(guī)律性。2.木豆MATE基因組織特異性和金屬脅迫分析。分析顯示在所有八個亞組的代表性基因中大部分基因具有組織特異性。在三種金屬脅迫下(鋁、錳和鋅)發(fā)現(xiàn)CcM4 TTE34,45基因在三種金屬脅迫處理期間均為上調(diào)。3.木豆耐鋁機制初步探究。選擇CcMATE32,34和45,這三個基因進一步分析。利用木豆瞬時轉(zhuǎn)基因體系,發(fā)現(xiàn)三種過表達基因的木豆根尖中,與檸檬酸合成相關(guān)的酶基因的表達均有所提高,尤其是CcMATE32。同時蛋白的亞細胞定位發(fā)現(xiàn)它們都定位在細胞質(zhì)膜上。綜上所述,木豆中MATE基因家族成員具有一定的結(jié)構(gòu)保守性,并且大多具有組織特異性。本研究對CcMATEs在金屬脅迫下的表達進行了初步的分析,并進一步對CcMATE32,34和45在鋁脅迫中的作用進行探究。這些結(jié)果,不僅為木豆抗金屬脅迫機制的深入研究奠定基礎(chǔ),更為木豆和其他植物耐金屬優(yōu)質(zhì)品種的開發(fā)增加證據(jù),為森林植物資源質(zhì)量提升開拓思路。
【圖文】：

為了探索木豆中ＣｃＭＡＴＥｓ在染色體上的物理關(guān)系，使用Ｍａｐ邋Ｄｒａｗ工具繪制木逡逑豆所有ＭＡＴＥ蛋白的染色體位置（Ｌｉｕ邋ｅｔ邋ａｌ，２００３），最后對于獲得的圖進行修改和整理逡逑（圖２．１）。圖中顯示共有５１個ＭＡＴＥ基因位于木豆的８條染色體上。然而，還有１６逡逑個ＭＡＴＥ基因在木豆的任何染色體上都沒有發(fā)現(xiàn)，因此將它們放在了未知染色體上。逡逑木豆中有許多ＭＡＴＥ基因未映射到染色體，這種現(xiàn)象可能是由于ＮＣＢＩ中木豆的基逡逑因組不完整。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，７號染色體１５個基因，分別是ＣｃＭ４７ＥＷｃＭ４７＾Ｊ７，這個逡逑染色體是具有ＭＡＴＥ基因最高數(shù)量的染色體；３號和５號染色體上的基因數(shù)量最少，逡逑分別只有一個基因這種現(xiàn)象可能是由于ＭＡＴＥ家族和木豆基因組的擴增引起的逡逑（Ｊａｃｑｕｅｍｉｎ邋ｅｔ邋ａｌ，邋２０１４）0逡逑剩下的３４個ＣｃＭＡＴＥ基因中

邐木豆ＭＡＴＥ基因家族的生物信息學(xué)分析邐逡逑２．２．４木豆ＭＡＴＥ蛋白基序分析逡逑利用在線網(wǎng)站Ｐｆａｍ和ＮＣＢＩ進行蛋白結(jié)構(gòu)域分析鑒定，通過ＭＥＭＥ網(wǎng)站（Ｂａｉｌｅｙ逡逑ｅｔ邋ａｌ，，２００９）預(yù)測木豆ＭＡＴＥ蛋白基序。將所有６７個ＭＡＴＥ蛋白的序列提交，并選擇逡逑傳統(tǒng)模式，設(shè)定最大基序數(shù)１０。對獲得的數(shù)據(jù)，進行整理并制作木豆中６７個ＭＡＴＥ逡逑基序結(jié)構(gòu)預(yù)測圖。在木豆ＭＡＴＥ蛋白中預(yù)測出１０個保守基序（圖２．３）。逡逑Ｌｏｇｏ邐Ｎａｍｅ邐Ａｉｔ．邋Ｗｉｄｔｈ逡逑Ｎａｍ？逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X173;S567.19

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