棉花是重要的纖維作物,在特定雜交組合中表現(xiàn)出顯著的雜種優(yōu)勢(shì)。細(xì)胞質(zhì)雄性不育（cytoplasmic male sterility,CMS）是植物雜種優(yōu)勢(shì)利用的重要途徑。但由于棉花CMS類(lèi)型較少,其雜種優(yōu)勢(shì)利用受到極大限制。因此,開(kāi)展棉花CMS分子機(jī)制研究對(duì)于棉花種質(zhì)創(chuàng)新和雜種優(yōu)勢(shì)利用具有重要意義。查爾酮合成酶（chalcone synthase,CHS）是植物類(lèi)黃酮生物合成過(guò)程中一種關(guān)鍵酶,與植物花粉發(fā)育和CMS有著密切的聯(lián)系。PPR（Pentatricopeptide repeat）基因家族作為恢復(fù)基因的一種重要基因來(lái)源,在植物的生長(zhǎng)發(fā)育和細(xì)胞器基因的表達(dá)調(diào)控等多種生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在胞質(zhì)雄性不育系統(tǒng)中,CMS誘導(dǎo)基因能夠表達(dá)產(chǎn)生疏水的CMS特異性多肽（CMS-specific pelypeptide）,Rf育性恢復(fù)基因（restorers of fertility）能夠編碼產(chǎn)生PPR蛋白,PPR蛋白能夠調(diào)控相應(yīng)的CMS誘導(dǎo)基因的表達(dá)水平,通過(guò)降低或抑制不育相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,降低有毒蛋白的水平,從而能夠使得CMS植株恢復(fù)育性,然而,對(duì)海島棉（G.barbadense L... 

【文章來(lái)源】：廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：106 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

CHS基因的結(jié)構(gòu)[30]

廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文海島棉不育系H276A查爾酮合成酶基因及恢復(fù)系H268PPR基因家族特征分析5上，都較外顯子1更為保守，約300多個(gè)編碼個(gè)氨基酸[30]。有研究學(xué)者認(rèn)為可以用CHS基因的外顯子2為代表的研究全基因組，王金玲等的研究也證實(shí)了這一點(diǎn)。在關(guān)于矮牽牛的研究中，研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)有8-10個(gè)基因?qū)儆贑HS基因家族，其中只有基因CHS-A和基因CHS-J在植物花中表達(dá)，并通過(guò)進(jìn)一步研究表明CHS-A轉(zhuǎn)錄的mRNA占CHS基因轉(zhuǎn)錄總mRNA的90%。圖1-1CHS基因的結(jié)構(gòu)[30]Fig.1-1structureofCHSGene圖1-2查爾酮合成酶的三維結(jié)構(gòu)、COA結(jié)合位點(diǎn)及催化過(guò)程[32]Fig.1-2Threedimensionalstructure,CoAbindingsiteandcatalyticprocessofchalconesynthetase1999年，Noel等成員首次利用苜蓿對(duì)CHS蛋白的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)定，研究表明，CHS蛋白是一個(gè)同源二聚體蛋白，其酶活性位點(diǎn)與亞基結(jié)合位點(diǎn)緊密連接在一起，三維結(jié)構(gòu)中二聚體酶的活性位點(diǎn)可能相鄰[33]。雖然CHS兩個(gè)亞基的活性位點(diǎn)連接非常緊密，但功能相互獨(dú)立，每個(gè)亞基都能獨(dú)立完成整個(gè)縮合反應(yīng)。因此，研究認(rèn)為在CHS的亞基在查爾酮合成的過(guò)程中起到了協(xié)同作用[34]。2002年，該實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)對(duì)其三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在所有含硫酶折疊物的酶中，CHS蛋白中的五層αβαβα核心結(jié)構(gòu)域以及活性位點(diǎn)和二聚界面的位置是保守的。αβαβα折疊可能是一個(gè)古老的基因復(fù)制事件的結(jié)果，由兩個(gè)偽對(duì)稱(chēng)αβα核心結(jié)構(gòu)域組成，每個(gè)結(jié)構(gòu)域又由五個(gè)β鏈和三個(gè)α螺旋

廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文海島棉不育系H276A查爾酮合成酶基因及恢復(fù)系H268PPR基因家族特征分析292.2結(jié)果與分析2.2.1GbCHS家族基因鑒定及染色體位置分析為了探索海島棉查爾酮合成酶家族基因的特征，我們對(duì)海島棉蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了搜索分析，共獲得了70個(gè)候選查爾酮合成酶基因蛋白序列。通過(guò)CDD，InterPro及PFAM網(wǎng)站剔除不包含Chal_sti_C及Chal_sti_N結(jié)構(gòu)域的蛋白序列，共獲得了20個(gè)非冗余查爾酮合成酶基因。根據(jù)其在染色體上的位置，我們將其命名為GbCHS01到GbCHS20.查爾酮合成酶家族基因的核酸及蛋白質(zhì)序列詳見(jiàn)附錄1和附錄2。染色體分布分析表明10個(gè)GbCHS基因隨機(jī)分布A亞基因組（A02，05，08，09，10及12），9個(gè)GbCHS基因隨機(jī)分布在D亞基因組（D02，05，08，10及12），而GbCHS20定位于Gb_scaffold0063（圖2-1）。查爾酮合成酶基因家族的蛋白質(zhì)理化性質(zhì)見(jiàn)表2-9，包括蛋白長(zhǎng)度（259-399aa），分子質(zhì)量（28.9-44.21kDa）及等電點(diǎn)（5.37-8.92）。圖2-1GbCHS基因染色體分布及基因重復(fù)事件。A和D分別代表A及D亞基因組。左邊是染色體長(zhǎng)度的比例。串聯(lián)重復(fù)基因簇由紅線表示，片段重復(fù)基因由虛線連接。Fig.2-1ChromosomedistributionandgeneduplicationofGbCHSgenes.AandDrepresentsAandDsub-genomeofG.barbadense,respectively.Theleftsideshowsthescaleofachromosomelength.Thetandemduplicationgeneclustersareindicatedbyaredline,andsegmentalduplicationgenesarelinkedbydashedlines.


本文編號(hào)：3136579