【摘要】：‘中矮1號(hào)’是梨樹栽培中優(yōu)良的矮化砧木,其本身樹體矮化,枝條短而粗壯,作為中間砧木能夠促進(jìn)樹體矮化,并且具有早結(jié)果、早豐產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)等特點(diǎn),但其矮生和致矮機(jī)理尚不明確。已有研究表明,植物枝條的生長(zhǎng)與細(xì)胞伸長(zhǎng)有關(guān),LUE1作為微管切割蛋白—Katanin蛋白家族的成員是一種與植物細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)相關(guān)的基因。因此本文以LUE1基因?yàn)閷?duì)象進(jìn)行研究,以期為說(shuō)明‘中矮1號(hào)’的矮化機(jī)理提供一定理論依據(jù)。研究所得結(jié)果和結(jié)論如下:1、以梨矮化品種‘中矮1號(hào)’、‘中矮3號(hào)’,半矮化品種‘錦香’以及喬化品種‘早酥’和‘華酥’一年生幼嫩枝條為試材,利用石蠟切片技術(shù)分析枝條解剖結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示矮化品種與半矮化品種和喬化品種間枝條組織細(xì)胞長(zhǎng)度和細(xì)胞的排列方式存在較大差異。2、根據(jù)白梨(P.bretschneideri Rehd.)基因組預(yù)測(cè)的相關(guān)基因序列信息設(shè)計(jì)特異引物,分別在上述5個(gè)品種中克隆得到候選基因,序列分析顯示在5個(gè)品種中該候選基因編碼區(qū)全長(zhǎng)均為1566 bp,編碼521個(gè)氨基酸,且保守結(jié)構(gòu)域氨基酸序列一致,推測(cè)該基因在不同梨品種中發(fā)揮相同的功能。與蘋果(XP_008347483.1)、葡萄(XP_002284955.2)、蒺藜苜蓿(XP_013454727.1)的Katanin P60基因氨基酸序列的相似性在78.01%-98.66%之間,將該基因命名為PcLUE1。3、對(duì)5個(gè)梨品種不同生長(zhǎng)期階段內(nèi)的樹枝條長(zhǎng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果顯示,5月22-29日和6月5日-12日兩個(gè)時(shí)期內(nèi),喬華品種‘早酥’和‘華酥’的枝條生長(zhǎng)速率明顯高于半矮化品種和矮化品種。4、qRT-PCR分析發(fā)現(xiàn),在梨新梢快速生長(zhǎng)時(shí)期,PcLUE1基因在生長(zhǎng)慢的矮化品種‘中矮1號(hào)’和‘中矮3號(hào)’嫩莖中的表達(dá)量顯著高于半矮化品種‘錦香’及生長(zhǎng)較快的喬化品種‘早酥’和‘華酥’。5、為PcLUE1基因構(gòu)建了植物過(guò)表達(dá)載體,并將其導(dǎo)入煙草,結(jié)果表明,過(guò)表達(dá)PcLUE1基因的煙草植株與對(duì)照相比,株高降低,葉片變小、顏色變深,與‘中矮1號(hào)’中PcLUE1基因高表達(dá)效應(yīng)極為相似,表明PcLUE1基因可能與‘中矮1號(hào)’的矮化相關(guān)。
【圖文】：

參與調(diào)控細(xì)胞正常形態(tài)構(gòu)建，細(xì)胞結(jié)構(gòu)維持、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸（Hirok細(xì)胞有絲分裂（Kline-Smith et al.，2004）等生命活動(dòng)。細(xì)胞內(nèi)微管處于一種可態(tài)，通過(guò)對(duì)微管動(dòng)態(tài)的精確調(diào)控，細(xì)胞正常生理功能得以發(fā)揮。內(nèi)微管動(dòng)態(tài)平衡的精確調(diào)控需要多種相關(guān)蛋白的參與，目前發(fā)現(xiàn)的與微管動(dòng)態(tài)要包括 Kinesin 驅(qū)動(dòng)蛋白（Verhey et al.，，2009；Hirokawa et al.，2009），MAP2族（Hamada et al.，2004），EB1 微管末端作用蛋白家族（Gouveia et al.，2010）蛋白（Roll-Mecak et al.，2010）等。其中，Katanin 微管切割蛋白通過(guò)切割作平衡的方式較為特殊。本本分從 Katanin 蛋白的結(jié)構(gòu)組成、作用機(jī)理及在不同學(xué)功能等方面進(jìn)行闡述。微管切割蛋白 Katanin 的結(jié)構(gòu)及功能anin 是一類具有催化 ATP 水解功能和微管切割修飾功能的蛋白（McNally，1Roll-Mecak，2005）和 Fidgetin（Yang et al.，2005）兩類具有微管切割活性的II（endosomal sorting complexes required for transport）聚合物的解聚蛋白 Vps4（orting ）（Scheuring et al.，2001）結(jié)構(gòu)相似，具有兩個(gè)與 AAA (ATPases Assoc cellular Activities) 同源的結(jié)構(gòu)域：MIT（microtubule interacting and trafficking）和AAAATPase cassette）（圖 1.1），同屬于 AAA 蛋白家族（Lupas et al.，2002）

基氨基端區(qū)域的晶體結(jié)構(gòu)顯示該區(qū)域形成一束具有三股螺旋的結(jié)ule interacting and trafficking）結(jié)構(gòu)域極其相似，稱之為微管結(jié)合域（tuBD）（Roll-Mecak，2005），是 Katanin 蛋白與微管蛋白相結(jié)合的主要區(qū)域于該結(jié)合域（圖 1.2 A）的兩個(gè)螺旋位點(diǎn)，由攜帶有大量正電荷的氨基酸帶有負(fù)電荷的氨基酸殘基發(fā)生相互作用，使蛋白間發(fā)生結(jié)合，為下一步反x-2 螺旋位點(diǎn)含有一個(gè) Ca2+結(jié)合位點(diǎn)，該結(jié)合位點(diǎn)產(chǎn)生的靜電作用使 P60 ATP 水解速率降低的情況下也可以結(jié)合到一起（Iwaya et al.，2012）�；鳛橐粋�(gè)調(diào)控亞基其自身不具備微管切割功能，主要對(duì) Katanin 的蛋白目標(biāo)等進(jìn)行調(diào)控（McNally，2000），間接參與微管切割活動(dòng)。位于 P80 亞一個(gè)具有控制 P80 亞基與中心體及其他微管結(jié)合蛋白間的相互作用的功能一個(gè) WD40 結(jié)構(gòu)域，負(fù)責(zé)定位 Katanin 切割位點(diǎn)（Hartman et al.，1998）紡錘體兩極微管的解聚等。C 端氨基酸區(qū)域含有一個(gè) Con-80 結(jié)構(gòu)域，主 P60 亞基和等蛋白間的結(jié)合（Ghosh et al.，2012）（圖 1.2 B）。n 蛋白微管切割功能的發(fā)揮依賴于 P60 亞基和 P80 亞基功能位點(diǎn)的共同作 P60 亞基已具備微管切割能力，但其剪切活性要比完整的 Katanin 活性低（示，P80 亞基存在的情況下 P60 亞基的微管切割活性會(huì)大幅度提高，這可用和對(duì) P60 亞基活性構(gòu)象的穩(wěn)定作用有關(guān)（Hartman et al.，1998）。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S661.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 Lei Wan;Xiuwen Wang;Shaoqing Li;Jun Hu;Wenchao Huang;Yingguo Zhu;;Overexpression of OsKTN80a, a katanin P80ortholog, caused the repressed cell elongation and stalled cell division mediated by microtubule apparatus defects in primary root in Oryza sativa[J];Journal of Integrative Plant Biology;2014年07期

2 張軍周;勾曉華;趙志千;劉文火;張芬;曹宗英;周非飛;;樹輪生態(tài)學(xué)研究中微樹芯石蠟切片制作的方法探討[J];植物生態(tài)學(xué)報(bào);2013年10期

3 程飛飛;歐春青;姜淑苓;王斐;馬力;李連文;;梨內(nèi)根-貝殼杉烯合酶基因克隆及表達(dá)分析[J];沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年06期

4 姜淑苓;賈敬賢;王斐;歐春青;王志剛;宣利利;程飛飛;馬力;;三個(gè)梨樹中間砧木對(duì)嫁接樹的矮化效應(yīng)[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年23期

5 吳作基;蔣蕾蕾;王春光;;微管解聚相關(guān)蛋白質(zhì)Kinesin-13、Stathmin和Katanin[J];生命科學(xué);2008年02期

6 DespinaKaloriti;CharithaGalva;ChaithanyaraniParupalli;NohaKhalifa;MeganGalvin;JohnC.Sedbrook;;Microtubule Associated Proteins in Plants and the Processes They Manage[J];Journal of Integrative Plant Biology;2007年08期

7 姜淑苓,賈敬賢,紀(jì)寶生,馬力;梨矮化砧木——中矮1號(hào)[J];中國(guó)果樹;2000年03期

8 陳長(zhǎng)蘭,賈敬賢,候?yàn)t,龔新,姜淑苓,李盛本;梨樹矮化中間砧嫁接樹的解剖及酶活性測(cè)定[J];中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào);2000年02期

9 賈敬賢,陳長(zhǎng)蘭;緊湊型梨的生長(zhǎng)、解剖和生化特性研究[J];園藝學(xué)報(bào);1985年04期

本文編號(hào)：2663068