【摘要】：高等植物的正常發(fā)育過程包括種子萌發(fā)、生長和衰老,這些過程需要眾多基因參與調(diào)控。ASRs(ABA-,stress-,and ripening-induced)是一類植物特有的基因,1993年在番茄中首次被發(fā)現(xiàn)。ASRs參與植物響應(yīng)ABA、逆境脅迫和果實(shí)成熟等過程,與ABA、糖信號通路等相互聯(lián)系,并影響植物的生長發(fā)育過程。為了進(jìn)一步探究ASRs的功能,本研究將實(shí)驗(yàn)室早期克隆得到的TaASR2-B基因轉(zhuǎn)化擬南芥,并發(fā)現(xiàn)高濃度葡萄糖處理下轉(zhuǎn)基因擬南芥種子提前萌發(fā)。在此基礎(chǔ)上,本研究就TaASR2-B可能影響種子萌發(fā)的機(jī)制展開研究,并取得如下研究結(jié)果:(1)生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)TaASR2-B為親水性蛋白,具有ASR家族保守結(jié)構(gòu)域ABA_WDS,與二穗短柄草BdASR5和水稻OsASR2親緣關(guān)系最近。(2)器官特異性分析顯示TaASR2-B在四葉期的幼根中表達(dá)量相對較高;亞細(xì)胞定位觀察結(jié)果表明TaASR2-B在整個細(xì)胞中均有表達(dá)。(3)通過農(nóng)桿菌侵染法成功獲得表達(dá)TaASR2-B基因的轉(zhuǎn)基因擬南芥。轉(zhuǎn)基因擬南芥對比野生型在7%葡萄糖處理下的種子萌發(fā)提前,對高濃度葡萄糖相對更不敏感。(4)基因表達(dá)及生理指標(biāo)分析顯示表達(dá)TaASR2-B擬南芥株系中,糖和ABA相關(guān)基因的表達(dá)量及ABA含量與野生型相比均有所降低。(5)構(gòu)建pHIS2-AtABI4-CE1、pHIS2-TaABI4-CE1、pGADT7-TaASR2-B以及pBI121-AtABI4-Promoter-GUS載體。酵母單雜交實(shí)驗(yàn)表明TaASR2-B可能與ABI4啟動子上的CE1元件結(jié)合;GUS染色實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)TaASR2-B抑制ABI4的表達(dá)。本研究發(fā)現(xiàn)了小麥ASRs新的功能,并對其功能發(fā)揮的機(jī)制進(jìn)行了初步研究,為深入探討ASRs的功能以及機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q943.2;S512.1
【圖文】：

2 ABI4 在植物中的功能ABA 信號通路通過 START 蛋白的 PYR/PYL 家族感知 ABA，從而抑制 2酸酶（PP2Cs）[42]。這些被抑制的 PP2Cs 不再抑制 SnRK2 蛋白激酶，使結(jié)合因子（ABFs）被激活。ABI4 最初在 ABA 不敏感突變體中被發(fā)現(xiàn)[37]被發(fā)現(xiàn)為是鹽 （NaCl 和 Na2SO4）、甘露醇和 ABA 耐受突變體[43]。經(jīng)bi 突變體均含有編碼 ABA 信號組分的基因突變: abi1-abi3[44]、abi4 和 ab1[45]和 ABI2[46]編碼 PP2Cs, ABI3[47]、ABI4 和 ABI5[48]編碼轉(zhuǎn)錄因子。ABI5 是子萌發(fā)過程中表達(dá)的 bZIP 轉(zhuǎn)錄因子，是 ABI4 的一個可靠靶點(diǎn)。ABI4 和協(xié)同調(diào)控種子萌發(fā)和糖應(yīng)答[49]。ABI3、ABI4 和 ABI5 之間存在著交叉調(diào)在調(diào)節(jié)受 ABA 控制的過程中共表達(dá)。在酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)中，只有 ABI3 和作用，而沒有 ABI4[51]。ABI4 也被認(rèn)為通過 ABA 分解產(chǎn)物磷脂酸在 AB圖 1.1 ABI4 序列在陸地植物中高度保守[40]Fig1.1 The ABI4 sequence is highly conserved among land plants[40]

生型和ZmASR1過表達(dá)葉片的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組學(xué)比較分析，發(fā)現(xiàn)Z下調(diào) 3 個轉(zhuǎn)錄本和 16 個蛋白。其中大多數(shù)參與初級和細(xì)胞內(nèi)代謝過基酸（BCAA）的生物合成。代謝組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析進(jìn)一步表明，Z植株比野生型植株 BCAA 化合物減少，BCAA 相關(guān)基因表達(dá)發(fā)生變香蕉（Musa nana Lour）MaASR1 轉(zhuǎn)入擬南芥，發(fā)現(xiàn)過表達(dá)株系開花機(jī)制主要是調(diào)控光周期相關(guān)基因的表達(dá)，并且還涉及 GA 途徑[88]。究的目的及意義 能調(diào)節(jié)糖信號和與 ABA 信號，兩種信號都會影響種子的萌發(fā)過程種子萌發(fā)中的功能報道很少。水稻中的研究表明，OsASR2 的在種圖 1.2 SlASR1 競爭結(jié)合 ABI4 調(diào)控基因啟動子上的 CE1 元件（包括 ABI4）[Fig1.2 SlASR1 binds the ABI4binding sites (CE1) in promoters ofABI4 regulated genes (including ABI4)[87]

2-B 蛋白的結(jié)構(gòu)分析質(zhì)結(jié)構(gòu)分析網(wǎng)站（http://smart.embl-heidelberg.de/smart/showfam.org/search/sequence）對 TaASR2-B 基因編碼的蛋白質(zhì)進(jìn)行ASR2-B 編碼的蛋白質(zhì)含有 ABA_WDS 結(jié)構(gòu)域，在此結(jié)構(gòu)域的區(qū)域（圖 2.2A）。ABA_WDS 結(jié)構(gòu)域位置在 TaASR2-B 蛋白圖 2.2 B），該結(jié)構(gòu)域?yàn)?ASR 家族的保守結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)表明中的一員。圖 2.1 TaASR2-B 的親水性分析Fig2.1 The hydropathicity analysis of TaASR2-B

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 周鈺;小麥TaASR2-B基因在種子萌發(fā)中的功能研究[D];華中科技大學(xué);2019年

本文編號：2799934