發(fā)布時(shí)間：2022-08-08 21:47

　　玉米是世界上重要的食用來(lái)源、經(jīng)濟(jì)和能源作物。玉米籽粒是其重要的營(yíng)養(yǎng)器官。研究玉米籽粒突變體對(duì)于理解籽粒發(fā)育和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累等方面具有重要意義。我們從玉米Mutator轉(zhuǎn)座子突變體庫(kù)中篩選到一個(gè)新的籽粒突變體dek5-ref,其突變籽粒純合致死,籽粒扁小,胚和胚乳皺縮,表現(xiàn)為籽粒發(fā)育缺陷表型。成熟的突變籽粒的百粒重只有野生型的20%,胚乳醇溶蛋白的含量顯著下降。細(xì)胞學(xué)分析的結(jié)果顯示,與同時(shí)期的野生型相比,突變籽粒的胚和胚乳發(fā)育滯后。通過(guò)透射電鏡觀察,我們發(fā)現(xiàn)dek35突變體的胚乳細(xì)胞內(nèi)容物比野生型顯著減少,同時(shí)也觀察到了中空、紋理異常的線粒體結(jié)構(gòu)。借助Mutator標(biāo)簽分離和等位測(cè)試,我們克隆了Dek35基因。Dek35編碼一個(gè)的P類的pentatricopeptide repeat（PPR）蛋白。在dek35突變體中,dek35轉(zhuǎn)錄本表達(dá)上調(diào),然而DEK35蛋白的積累顯著下降。在高等植物中,P類的PPR蛋白主要參與調(diào)控細(xì)胞器mRNA的剪切過(guò)程。通過(guò)亞細(xì)胞定位,我們確定了 DEK35蛋白定位在線粒體。在dek35突變體中,通過(guò)篩查線粒體22對(duì)Ⅱ型內(nèi)含子的剪切情況,我們發(fā)現(xiàn)只有線粒體nad4... 

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 玉米概述
        1.1.1 玉米和玉米籽粒
        1.1.2 玉米dek籽粒突變體
    1.2 高等植物的線粒體
        1.2.1 線粒體和氧化呼吸鏈
        1.2.2 NADH脫氫酶
        1.2.3 線粒體的斷裂基因
        1.2.4 線粒體是半自主型細(xì)胞器
    1.3 PPR蛋白家族
        1.3.1 PPR的進(jìn)化
        1.3.2 高等植物中的PPR蛋白
        1.3.3 PLS類PPR蛋白主要參與RNA編輯
        1.3.4 P類PPR蛋白的多功能調(diào)控
        1.3.5 P類PPR蛋白參與RNA剪切
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 生物材料來(lái)源
        2.1.2 生化試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 未成熟籽粒石蠟切片制作
        2.2.2 未成熟籽粒樹(shù)脂切片制作
        2.2.3 未成熟籽粒透射電鏡觀察
        2.2.4 成熟籽粒的掃描電鏡觀察
        2.2.5 成熟籽粒的蛋白提取
        2.2.6 成熟籽粒的淀粉提取
        2.2.7 成熟籽粒的油脂測(cè)量
        2.2.8 DNA提取
        2.2.9 RNA提取及反轉(zhuǎn)錄
        2.2.10 生物信息學(xué)分析
        2.2.11 原核表達(dá)載體構(gòu)建
        2.2.12 亞細(xì)胞定位
        2.2.13 線粒體分離、BN-PAGE及NADH酶活性染色
第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.1 玉米dek35突變體的表型、生化分析和細(xì)胞學(xué)觀察
        3.1.1 dek35突變體的籽粒表型
        3.1.2 dek35突變體的籽粒蛋白含量測(cè)定
        3.1.3 dek35突變體的籽粒淀粉含量測(cè)定和掃描電鏡觀察
        3.1.4 dek35突變體的籽粒油脂含量測(cè)定
        3.1.5 dek35突變體的石蠟切片觀察
        3.1.6 dek35突變體的樹(shù)脂切片觀察
        3.1.7 dek35突變體的透射電鏡觀察
    3.2 玉米dek35突變體的基因克隆
        3.2.1 Dek35的基因定位和Mutator標(biāo)簽克隆
        3.2.2 Dek35候選基因的確認(rèn)
    3.3 玉米Dek35的基因功能分析
        3.3.1 Dek35基因的生物信息學(xué)分析
        3.3.2 Dek35基因的表達(dá)
        3.3.3 Dek35基因的亞細(xì)胞定位
        3.3.4 dek35突變體中DEK35蛋白含量顯著減少
        3.3.5 dek35突變體中nad4轉(zhuǎn)錄本第一個(gè)內(nèi)含子的剪切效率下降
        3.3.6 dek35突變體中呼吸鏈復(fù)合物Ⅰ含量下降
        3.3.7 dek35突變體中替代呼吸途徑相關(guān)的基因表達(dá)量上升
        3.3.8 dek35突變體中轉(zhuǎn)錄組分析
第四章 討論
    4.1 玉米Dek35編碼一個(gè)新的P類PPR蛋白
    4.2 nad4基因的轉(zhuǎn)錄后加工對(duì)線粒體功能至關(guān)重要
    4.3 線粒體功能缺失顯著影響籽粒發(fā)育
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅰ dek35轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)GO聚類
附錄Ⅱ 全部引物序列
作者在攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3672290