【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ABA、逆境脅迫和果實成熟等過程,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。為了進一步探究ASRs的功能,本研究將實驗室早期克隆得到的TaASR2-B基因轉化擬南芥,并發(fā)現(xiàn)高濃度葡萄糖處理下轉基因擬南芥種子提前萌發(fā)。在此基礎上,本研究就TaASR2-B可能影響種子萌發(fā)的機制展開研究,并取得如下研究結果:(1)生物信息學分析發(fā)現(xiàn)TaASR2-B為親水性蛋白,具有ASR家族保守結構域ABA_WDS,與二穗短柄草BdASR5和水稻OsASR2親緣關系最近。(2)器官特異性分析顯示TaASR2-B在四葉期的幼根中表達量相對較高;亞細胞定位觀察結果表明TaASR2-B在整個細胞中均有表達。(3)通過農桿菌侵染法成功獲得表達TaASR2-B基因的轉基因擬南芥。轉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)基因表達及生理指標分析顯示表達TaASR2-B擬南芥株系中,糖和ABA相關基因的表達量及ABA含量與野生型相比均有所降低。(5)構建pHIS2-AtABI4-CE1、pHIS2-TaABI4-CE1、pGADT7-TaASR2-B以及pBI121-AtABI4-Promoter-GUS載體。酵母單雜交實驗表明TaASR2-B可能與ABI4啟動子上的CE1元件結合;GUS染色實驗發(fā)現(xiàn)TaASR2-B抑制ABI4的表達。本研究發(fā)現(xiàn)了小麥ASRs新的功能,并對其功能發(fā)揮的機制進行了初步研究,為深入探討ASRs的功能以及機理奠定了基礎。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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]編碼轉錄因子。ABI5 是子萌發(fā)過程中表達的 bZIP 轉錄因子，是 ABI4 的一個可靠靶點。ABI4 和協(xié)同調控種子萌發(fā)和糖應答[49]。ABI3、ABI4 和 ABI5 之間存在著交叉調在調節(jié)受 ABA 控制的過程中共表達。在酵母雙雜交實驗中，只有 ABI3 和作用，而沒有 ABI4[51]。ABI4 也被認為通過 ABA 分解產物磷脂酸在 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過表達葉片的轉錄組和蛋白質組學比較分析，發(fā)現(xiàn)Z下調 3 個轉錄本和 16 個蛋白。其中大多數(shù)參與初級和細胞內代謝過基酸（BCAA）的生物合成。代謝組學和轉錄組學分析進一步表明，Z植株比野生型植株 BCAA 化合物減少，BCAA 相關基因表達發(fā)生變香蕉（Musa nana Lour）MaASR1 轉入擬南芥，發(fā)現(xiàn)過表達株系開花機制主要是調控光周期相關基因的表達，并且還涉及 GA 途徑[88]。究的目的及意義 能調節(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 競爭結合 ABI4 調控基因啟動子上的 CE1 元件（包括 ABI4）[Fig1.2 SlASR1 binds the ABI4binding sites (CE1) in promoters ofABI4 regulated genes (including ABI4)[87]

2-B 蛋白的結構分析質結構分析網站（http://smart.embl-heidelberg.de/smart/showfam.org/search/sequence）對 TaASR2-B 基因編碼的蛋白質進行ASR2-B 編碼的蛋白質含有 ABA_WDS 結構域，在此結構域的區(qū)域（圖 2.2A）。ABA_WDS 結構域位置在 TaASR2-B 蛋白圖 2.2 B），該結構域為 ASR 家族的保守結構域，該結構表明中的一員。圖 2.1 TaASR2-B 的親水性分析Fig2.1 The hydropathicity analysis of TaASR2-B

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相關碩士學位論文 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;2019年

本文編號：2799934