【摘要】：親免蛋白是免疫反應(yīng)抑制劑在細(xì)胞中的受體,根據(jù)結(jié)合的受體的不同,親免蛋白分為FKBP(FK506 banding protein)類型和CYP(Cyclophilins)類型兩大類。親免蛋白在生物界中普遍存在尤以植物中含量最多,以模式植物擬南芥為例,擬南芥中總共含有52種親免蛋白,有23個是FKBP類型,29個是CYP類型的,有17個親免蛋白是存在于葉綠體中,葉綠體是含有的親免蛋白最多的細(xì)胞器。根據(jù)文獻(xiàn)報道,擬南芥葉綠體中的親免蛋白CYP38對PSII的正確組裝及穩(wěn)定性維持具有重要的作用,進(jìn)而影響光合作用。本論文主要是對擬南芥親免蛋白FKBP17-3的功能進(jìn)行初步探究。我們用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)制備并篩選fkbp17-3的純合突變株,在蛋白質(zhì)層次上證明突變體中的FKBP17-3這一蛋白在植物體中提前終止了翻譯。fkbp17-3的純合突變株出現(xiàn)早花的表型,我們先將它和野生型植株回交三代,消除了一些可能的非相關(guān)突變,再將野生型的FKBP17-3轉(zhuǎn)入突變體中,即通過遺傳互補(bǔ)實驗證實發(fā)現(xiàn)表型能夠回復(fù),說明早花表型確實由于fkbp17-3基因突變造成的。接下來我們就探究早花表型出現(xiàn)的原因進(jìn)行了一系列的實驗,同時也進(jìn)一步挖掘fkbp17-3純合突變株除了早開花的表型以外在生理生化方面還有那些表型,發(fā)現(xiàn)fkbp17-3純合突變株的根對鹽和蔗糖的敏感度比野生型植株弱,但fkbp17-3純合突變株的含糖量和野生型植株的含糖量差別不是特別明顯。通過亞細(xì)胞定位實驗說明親免蛋白FKBP17-3確實是定位在擬南芥葉綠體中的,所以接下來探究fkbp17-3純合突變株是否是因為影響了光合作用而導(dǎo)致的早花表型。雖然突變株的葉綠素含量和野生型植株沒有明顯的差別,但從Blue Native聚丙酰胺凝膠電泳結(jié)果表明突變株可能稍微的影響了參與葉綠體光合作用的蛋白。用Dual-PAM-100儀器測量PSI和PSII光量子含量以及NPQ的光響應(yīng)結(jié)果可以看出PSI和PSII光量子產(chǎn)量沒有顯著差別,fkbp17-3純合突變株在光強(qiáng)度低于500μmol×m~(-2)×s~(-1)時NPQ低于野生型的值,說明fkbp17-3純合突變株可能在低光強(qiáng)時稍微影響一些光合作用影響開花。由于FKBP17-3(AT1G73655)和FKBP17-2(AT1G18170)基因位于同一條染色體上,且表達(dá)的蛋白親緣性也很近,突變體都是早花表型,fkbp17-3A突變株與fkbp17-2突變株雜交并篩選純合雙突,發(fā)現(xiàn)當(dāng)光強(qiáng)低于100μmol·m~(-2)·s~(-1)時,在抽苔前,同一時期(在10到15天之間)雙突變植株比野生型植株、fkbp17-3A突變植株、fkbp17-2突變株長得大,且雙突變株早花更明顯,說明FKBP17-3和FKBP17-2基因在功能上的相似性。
【圖文】：

西北大學(xué)碩士學(xué)位論文本課題研究的實驗材料對親免蛋白的功能進(jìn)行探究。擬南芥中有一共 52 個親免蛋白，23 個屬于 FKBP 類型，29 個是 CYP 類型的。擬南芥親免蛋白中有 17 個（FKBP13、FKBP16-1、FKBP16-2、FKBP16-3、FKBP16-4、FKBP17-1、FKBP17-2、FKBP17-3、FKBP18、FKBP19、FKBP20-2、CYP20-2、CYP26-2、CYP28、CYP37、CYP38、CYP20-3）是定位于葉綠體的，其中 16 個定位于類囊體中，，只有 CYP20-3 是定位于葉綠體基質(zhì)中的[3,9]。把定位于葉綠體的 17 個親免蛋白的成熟肽用 MEGA6 軟件進(jìn)行了系統(tǒng)進(jìn)化樹分析如圖 1.1，發(fā)現(xiàn)它們在進(jìn)化上的親緣性較近。這 17 個親免蛋白在近幾年上除了FKBP17-2，F(xiàn)KBP17-3 外都有相關(guān)的研究。

但是在進(jìn)化中沒有被淘汰掉，并且對比他們的蛋白序列可以看出它們在蛋白序列上有比較高的保守性如圖1.2，這從側(cè)面也反映出親免蛋白 FKBP17-3 在擬南芥葉綠體中可能起著重要作用，研究它的功能是很有意義以及必要的。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q945

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1 霍艷爽;擬南芥親免蛋白FKBP17-3功能的研究[D];西北大學(xué);2019年

本文編號：2614028