【摘要】：核干因子(Nucleostemin,NS)是一類廣泛存在于動物細(xì)胞核中的GTP結(jié)合蛋白,它主要參與胚的形成和細(xì)胞增殖,對維持細(xì)胞周期具有重要作用。擬南芥中核干因子Nucleostemin-like1(NSN1)通過調(diào)控細(xì)胞周期直接影響莖尖分生組織和根頂端分生組織,突變該基因后導(dǎo)致nsn1地上和地下器官生長受到嚴(yán)重抑制,生物量顯著降低。為了研究核干因子在苜蓿產(chǎn)量形成中的作用,本論文以蒺藜苜蓿為材料,利用生物信息學(xué)和分子生物學(xué)的方法,重點分析了MtNSN1的組織表達模式及對轉(zhuǎn)基因植物生長的影響。主要研究結(jié)果如下:1.蒺藜苜蓿MtNSN1的克隆及生物信息學(xué)分析:克隆了MtNSN1基因的全長cDNA(2193bp),其中開放閱讀框為1800 bp,編碼599個氨基酸,蛋白分子量為133.7 kDa。MtNSN1蛋白的二級結(jié)構(gòu)主要由α螺旋(44.57%)和無規(guī)則卷曲(41.57%)組成。進化樹分析顯示MtNSN1與大豆(Glycine max)NSN1的親緣關(guān)系最近,氨基酸同源性為66.67%;與擬南芥NSN1的同源性為63.53%。根據(jù)預(yù)測MtNSN1為核蛋白,因其含有MMR/HSR1結(jié)構(gòu)域而屬于GTPas家族中的RbgA/YlqF/YawG亞家族。2.MtNSN1的組織器官表達分析:對MtNSN1在蒺藜苜蓿不同器官中的表達分析表明,該基因在花中表達量最高,根次之,葉片中表達量最低,僅為花中的10%。RNA組織原位雜交顯示,MtNSN1主要在莖尖分生組織及其周圍的幼葉、根頂端分生組織及分生區(qū)和伸長區(qū)中表達,暗示MtNSN1與苜蓿莖尖分生組織和根頂端分生組織的維持及地上、地下器官的發(fā)育有關(guān)。3.轉(zhuǎn)MtNSN1擬南芥的獲得及表型分析:掃描電鏡結(jié)果顯示,組成型表達MtNSN1能部分恢復(fù)擬南芥nsn1突變體葉原基數(shù)目少的表型;T2代超表達MtNSN1的擬南芥葉原基數(shù)多于野生型。統(tǒng)計分析表明,異源表達MtNSN1于nsn1突變體后部分恢復(fù)了該突變體主根及葉片的生長;超表達MtNSN1擬南芥的主根長度和葉片數(shù)目都明顯優(yōu)于野生型,地上生長量也略高于對照。以上結(jié)果初步說明MtNSN1可能通過在分生組織的表達影響地上和地下器官的生長。4.MtNSN1影響細(xì)胞周期基因及分生組織特異基因的表達:實時定量PCR分析顯示,在超表達MtNSN1的擬南芥中,細(xì)胞周期標(biāo)記基因CYCA2;3,CYCB1;1,CYCD3;1,H4和RNR的表達水平均有顯著上調(diào)。DNA化學(xué)誘變劑處理后,超表達植株根系受抑制程度小于野生型,暗示MtNSN1參與維持細(xì)胞周期。另外,與nsn1突變體相比,互補擬南芥植株中分生組織關(guān)鍵調(diào)控因子WUS和CLV3的轉(zhuǎn)錄水平略有上調(diào)。以上結(jié)果表明,異源表達MtNSN1在轉(zhuǎn)錄水平上影響擬南芥細(xì)胞周期及分生組織相關(guān)基因的表達。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q943.2
【圖文】：

圖 2.1 目的基因的 PCR 產(chǎn)物Fig.2.1 PCR products of MtNS泳分析，挑選能擴增出大約 MtNSN1 的 cDNA 全序列。SN1 的 cDNA 全長序列為 2該基因序列與數(shù)據(jù)庫t/index.jsp）中的 A17 生態(tài)型基酸差異。性的物種來分析 NSN1 的進了線蟲的 GNL；植物中雙子紅豆和狹葉羽扇豆的 NSN1化樹分析表明，MtNSN1 與關(guān)系為 63.53 %。（圖 2.2）。氨SN1 同源性較高的幾個物種

圖 2.2 MtNSN1 與其他物種的系統(tǒng)進化樹分析Fig.2.2 Phylogenetic analysis MtNSN1 with other species（Note）：MtNSN1（蒺藜苜蓿 Medicago truncatula XP_013467257.1）；MtNGP（蒺藜苜蓿 Medicala XP_013467257.1 ）；NSN1（擬南芥 Arabidopsis thaliana NP_187361.1）；NGP（擬南芥 Arabido NP_175706.1）；NaNSN1_0（煙草 Nicotiana attenuate XP_019249461）；GmNSN1（大豆 Glycine 185）；OsNSN1（水稻 Oryza sativa XP_015620869.1）；MmGNL3（小鼠 Mus musculus AY181025.1（人 Homo sapiens AAV74413.1）； SrGNL3（線蟲 Strongyloides ratti XP_024506722.1）；ZmGNL mays NP_001142481）；SlGNL（番茄 Solanum lycopersicum NP_001234382）；SbNSN1（高粱 SorgXP_002464274）；VaNSN1（紅豆 Vigna angularis XM_017584230.1）；LaNSN1（狹葉羽扇豆 Lupangustifolius XM_019580035.1）

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本文編號：2721780