鹽脅迫對(duì)水稻基因表達(dá)及染色質(zhì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化影響的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-10 16:49
水稻作為人類淀粉的主要攝取來源,是全球重要的糧食作物之一,它在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。隨著世界人口不斷增加,水稻的需求量日漸上漲,然而干旱、鹽以及重金屬等非生物脅迫卻嚴(yán)重影響到水稻產(chǎn)量,并且呈明顯上升趨勢(shì),其中鹽脅迫由于鹽堿地的不斷蔓延,目前這種趨勢(shì)變得更為突出,因此進(jìn)行水稻鹽脅迫響應(yīng)機(jī)制研究將有利于人們對(duì)水稻耐鹽分子機(jī)理的認(rèn)識(shí),最終有利于水稻耐鹽分子育種。本研究利用RNA-seq技術(shù),對(duì)正常和鹽脅迫處理水稻的葉片和根進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析,旨在探究鹽脅迫對(duì)全基因組水平基因表達(dá)的影響,進(jìn)而有利于水稻耐鹽標(biāo)記的篩選和應(yīng)用;同時(shí)為后期鑒定鹽響應(yīng)的啟動(dòng)子和增強(qiáng)子等功能性DNA元件打下基礎(chǔ)。為進(jìn)一步探究染色質(zhì)結(jié)構(gòu)水平上的變化是如何影響鹽脅迫響應(yīng)基因的差異表達(dá)情況,本研究還對(duì)上述水稻兩種組織分別進(jìn)行組蛋白修飾相關(guān)的ChIP-seq分析,所用的組蛋白相關(guān)的抗體為H3K4/27/36me3,H3K9/27ac和H4K12ac,該分析一方面有利于探究鹽脅迫引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化情況,同時(shí)揭示各組蛋白修飾與基因差異表達(dá)的關(guān)系,從而從染色體結(jié)構(gòu)變化方面來解釋水稻耐鹽的表觀分子機(jī)制。本論文取得的主要研究結(jié)果如下:...
【文章來源】:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1不同細(xì)胞器中的脅迫感應(yīng)和信號(hào)傳導(dǎo)(A)各細(xì)胞器脅迫感應(yīng)模型
強(qiáng)光等非生物脅迫,不僅在受到脅迫的部位產(chǎn)生威脅,同樣對(duì)遠(yuǎn)端組織也會(huì)產(chǎn)生影響,??導(dǎo)致系統(tǒng)性獲得適應(yīng)性(SAA),SAA包含長(zhǎng)距離滲透壓信號(hào)和離子信號(hào)既21],例如??Ca2+和ROS信號(hào)(圖1-2)。鹽脅迫使植株體內(nèi)的Ca2+和ROS信號(hào)以lcm/s的速度傳??輸,這種現(xiàn)象分別在鈣敏感熒光蛋白的轉(zhuǎn)基因植株?和一個(gè)ROS相關(guān)啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)熒??光素酶的表達(dá)實(shí)驗(yàn)中得到了驗(yàn)證M〇Ca2+和ROS信號(hào)可以引起植物組織末梢細(xì)胞脅迫??相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá),ROS必須在質(zhì)膜上NADPH氧化酶RbohD的作用下才能起作??用,此外Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)也依賴于液泡上TPC1離子通道,因?yàn)椋裕校茫蓖ǖ烙兄冢茫幔玻??的跨膜釋放。ROS信號(hào)可以激活Ca2+依賴激酶CPK,CPK5可使RbohD發(fā)生磷酸化,??從而做出應(yīng)激響應(yīng)[24,251??...hA??i?;?;??:?Ca。?!?Ca?-??RbohD?;?pjp?j?RtK?|?RbohD?pjp?*?RLK?RbohD??、--?\?}'?々一—--?-..?;:;??;狗?|?p?….i?.?.??……??CPK5.?CPK5,??Ca-'*?—??CBLs-?Ca2*? ̄ ̄??CBLs-??CIPKs?CIPKs??■?■?.?.?...?-?-----?..???_?.?
第一部分文獻(xiàn)綜述脅迫對(duì)組蛋白修飾的影響??免疫沉淀測(cè)序(ChIP-seq)是近年來將新一代測(cè)序技術(shù),在全基因組水平上分析組蛋白修飾、DNA甲基化、DN體定位的高通量測(cè)序技術(shù)由于測(cè)序技術(shù)的不斷革hip分辨率不高、高噪音、低覆蓋率等問題,隨著測(cè)序價(jià)步成為許多實(shí)驗(yàn)室用來研宄基因調(diào)控機(jī)理和表觀遺傳機(jī)說,ChIP-seq包括兩個(gè)部分,分別是高通量測(cè)序和染色:首先,通過組蛋白特異抗體富集目的蛋白,然后用帶下來,達(dá)到收集DNA的目的;然后將富集的DNA構(gòu)平臺(tái)進(jìn)行文庫(kù)的測(cè)序。最終我們得到數(shù)百萬條序列,我,從而得到了這些DNA片段與組蛋白或轉(zhuǎn)錄因子的集i??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于新一代高通量測(cè)序的環(huán)境微生物轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究進(jìn)展[J]. 蔡元鋒,賈仲君. 生物多樣性. 2013(04)
[2]表觀遺傳修飾調(diào)控非生物脅迫應(yīng)答提高植物抗逆性[J]. 潘麗娜. 遺傳. 2013(06)
[3]染色質(zhì)免疫沉淀-測(cè)序:全基因組范圍研究蛋白質(zhì)-DNA相互作用的新技術(shù)[J]. 梁芳,徐柯,龔朝建,李俏,馬健,熊煒,曾朝陽(yáng),李桂源. 生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2013(03)
[4]DNA測(cè)序技術(shù)發(fā)展及其展望[J]. 孫海汐,王秀杰. 科研信息化技術(shù)與應(yīng)用. 2009(03)
[5]超級(jí)雜交稻國(guó)稻6號(hào)鹽脅迫下的農(nóng)藝生理變化[J]. 張逸帆,倪沙,鄧雙麗,陶龍興,沈波. 中國(guó)稻米. 2009(03)
[6]水稻芽期與幼苗前期耐堿性狀QTL定位[J]. 程海濤,姜華,薛大偉,郭龍彪,曾大力,張光恒,錢前. 作物學(xué)報(bào). 2008(10)
[7]組蛋白甲基化酶及去甲基化酶的研究進(jìn)展[J]. 王溪,朱衛(wèi)國(guó). 癌癥. 2008(10)
[8]水稻OsRab7耐鹽功能的初步鑒定及其表達(dá)載體的構(gòu)建[J]. 楊曉華,彭曉玨,楊國(guó)華,馮玲玲,王坤,李陽(yáng)生. 武漢植物學(xué)研究. 2008(01)
[9]植物耐鹽的分子生物學(xué)基礎(chǔ)[J]. 馬建華,鄭海雷. 生物學(xué)雜志. 2007(01)
[10]Salt-responsive genes in rice revealed by cDNA microarray analysis[J]. Dai Yin CHAO1,3, Yong Hai LUO1,3, Min SHI1, Da LUO1,2, Hong Xuan LIN1,2,* 1National Key Laboratory of Plant Molecular Genetics, Shanghai Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, 300 Fenglin Road, Shanghai 200032, China, 2SHARF Laboratory, Shanghai Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, 300 Fenglin Road, Shanghai 200032, China, 3Graduate School of the Chinese Academy of Sciences (D.C.), 19 Yuquan Road, Beijing 100039, China. Cell Research. 2005(10)
本文編號(hào):3428771
【文章來源】:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1不同細(xì)胞器中的脅迫感應(yīng)和信號(hào)傳導(dǎo)(A)各細(xì)胞器脅迫感應(yīng)模型
強(qiáng)光等非生物脅迫,不僅在受到脅迫的部位產(chǎn)生威脅,同樣對(duì)遠(yuǎn)端組織也會(huì)產(chǎn)生影響,??導(dǎo)致系統(tǒng)性獲得適應(yīng)性(SAA),SAA包含長(zhǎng)距離滲透壓信號(hào)和離子信號(hào)既21],例如??Ca2+和ROS信號(hào)(圖1-2)。鹽脅迫使植株體內(nèi)的Ca2+和ROS信號(hào)以lcm/s的速度傳??輸,這種現(xiàn)象分別在鈣敏感熒光蛋白的轉(zhuǎn)基因植株?和一個(gè)ROS相關(guān)啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)熒??光素酶的表達(dá)實(shí)驗(yàn)中得到了驗(yàn)證M〇Ca2+和ROS信號(hào)可以引起植物組織末梢細(xì)胞脅迫??相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá),ROS必須在質(zhì)膜上NADPH氧化酶RbohD的作用下才能起作??用,此外Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)也依賴于液泡上TPC1離子通道,因?yàn)椋裕校茫蓖ǖ烙兄冢茫幔玻??的跨膜釋放。ROS信號(hào)可以激活Ca2+依賴激酶CPK,CPK5可使RbohD發(fā)生磷酸化,??從而做出應(yīng)激響應(yīng)[24,251??...hA??i?;?;??:?Ca。?!?Ca?-??RbohD?;?pjp?j?RtK?|?RbohD?pjp?*?RLK?RbohD??、--?\?}'?々一—--?-..?;:;??;狗?|?p?….i?.?.??……??CPK5.?CPK5,??Ca-'*?—??CBLs-?Ca2*? ̄ ̄??CBLs-??CIPKs?CIPKs??■?■?.?.?...?-?-----?..???_?.?
第一部分文獻(xiàn)綜述脅迫對(duì)組蛋白修飾的影響??免疫沉淀測(cè)序(ChIP-seq)是近年來將新一代測(cè)序技術(shù),在全基因組水平上分析組蛋白修飾、DNA甲基化、DN體定位的高通量測(cè)序技術(shù)由于測(cè)序技術(shù)的不斷革hip分辨率不高、高噪音、低覆蓋率等問題,隨著測(cè)序價(jià)步成為許多實(shí)驗(yàn)室用來研宄基因調(diào)控機(jī)理和表觀遺傳機(jī)說,ChIP-seq包括兩個(gè)部分,分別是高通量測(cè)序和染色:首先,通過組蛋白特異抗體富集目的蛋白,然后用帶下來,達(dá)到收集DNA的目的;然后將富集的DNA構(gòu)平臺(tái)進(jìn)行文庫(kù)的測(cè)序。最終我們得到數(shù)百萬條序列,我,從而得到了這些DNA片段與組蛋白或轉(zhuǎn)錄因子的集i??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于新一代高通量測(cè)序的環(huán)境微生物轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究進(jìn)展[J]. 蔡元鋒,賈仲君. 生物多樣性. 2013(04)
[2]表觀遺傳修飾調(diào)控非生物脅迫應(yīng)答提高植物抗逆性[J]. 潘麗娜. 遺傳. 2013(06)
[3]染色質(zhì)免疫沉淀-測(cè)序:全基因組范圍研究蛋白質(zhì)-DNA相互作用的新技術(shù)[J]. 梁芳,徐柯,龔朝建,李俏,馬健,熊煒,曾朝陽(yáng),李桂源. 生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2013(03)
[4]DNA測(cè)序技術(shù)發(fā)展及其展望[J]. 孫海汐,王秀杰. 科研信息化技術(shù)與應(yīng)用. 2009(03)
[5]超級(jí)雜交稻國(guó)稻6號(hào)鹽脅迫下的農(nóng)藝生理變化[J]. 張逸帆,倪沙,鄧雙麗,陶龍興,沈波. 中國(guó)稻米. 2009(03)
[6]水稻芽期與幼苗前期耐堿性狀QTL定位[J]. 程海濤,姜華,薛大偉,郭龍彪,曾大力,張光恒,錢前. 作物學(xué)報(bào). 2008(10)
[7]組蛋白甲基化酶及去甲基化酶的研究進(jìn)展[J]. 王溪,朱衛(wèi)國(guó). 癌癥. 2008(10)
[8]水稻OsRab7耐鹽功能的初步鑒定及其表達(dá)載體的構(gòu)建[J]. 楊曉華,彭曉玨,楊國(guó)華,馮玲玲,王坤,李陽(yáng)生. 武漢植物學(xué)研究. 2008(01)
[9]植物耐鹽的分子生物學(xué)基礎(chǔ)[J]. 馬建華,鄭海雷. 生物學(xué)雜志. 2007(01)
[10]Salt-responsive genes in rice revealed by cDNA microarray analysis[J]. Dai Yin CHAO1,3, Yong Hai LUO1,3, Min SHI1, Da LUO1,2, Hong Xuan LIN1,2,* 1National Key Laboratory of Plant Molecular Genetics, Shanghai Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, 300 Fenglin Road, Shanghai 200032, China, 2SHARF Laboratory, Shanghai Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, 300 Fenglin Road, Shanghai 200032, China, 3Graduate School of the Chinese Academy of Sciences (D.C.), 19 Yuquan Road, Beijing 100039, China. Cell Research. 2005(10)
本文編號(hào):3428771
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