在植物生長發(fā)育的過程中,各類非生物脅迫以及生物脅迫,例如高鹽、干旱、極端溫度以及病原菌會對產(chǎn)量以及質(zhì)量造成嚴重的影響。在長期抵御外部脅迫的過程中,植物體內(nèi)進化出了多種復雜而有效的信號網(wǎng)絡,以減少受到的損害并適應環(huán)境變化,其中,以鈣離子(Ca²⁺)以及植物激素脫落酸（abscisic acid,ABA）為核心的信號通路在植株的生長發(fā)育以及脅迫響應方面發(fā)揮著重要的作用。研究發(fā)現(xiàn),Ca²⁺與ABA參與植物多種非生物與生物脅迫響應以及生長發(fā)育過程。然而,由于涉及到的各類蛋白眾多,包括激酶、轉(zhuǎn)錄因子在內(nèi)的許多成員參與調(diào)控上述通路的分子機制仍不清楚,為分子育種等農(nóng)業(yè)技術(shù)應用帶來障礙。本研究以擬南芥（Arabidopsis thaliana）為材料,分別對CPK（CALCIUM-DEPENDENT PROTEIN KINASE）與CIPK（CALCINEURIN B-LIKE PROTEIN-INTERACTING PROTEIN KINASE）家族的各一個成員利用實時熒光定量RT-PCR（real-time quantitative PCR,qRT-PC... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

植物細胞中的液泡與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與維持Ca2+穩(wěn)態(tài)在液泡與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，分別儲存著不同量的Ca2+，這些細胞內(nèi)膜系統(tǒng)對小分子以及環(huán)境脅迫都非常敏感

圖 1-2 CPK 的結(jié)構(gòu)與激活機制（a）CPK 由 N 末端可變結(jié)構(gòu)域（VNTD）、Ser/Thr 蛋白激酶結(jié)構(gòu)域（KD）、自抑制連接（JD）以及 C 末端含有 EF-hand 的類 CaM 結(jié)構(gòu)域（CaMLD）組成。（b）在非激活狀態(tài)下構(gòu)域會抑制 CPK 的激酶活性。當 EF-hand 結(jié)合 Ca2+時，較大的結(jié)構(gòu)變化釋放活性位點從而使其具有激酶活性。改編自(Yip Delormel and Boudsocq, 2019)。Fig. 1-2 Structure of CPKs and activation mechanism.(a) CPKs consist of a variable N-terminal domain (VNTD), a Ser/Thr protein kinase domain (KDto-inhibitory junction domain (JD) and a C-terminal CaM-like domain (CaMLD) with EF-hands. er inactive conditions, CPKs are auto-inhibited by JD. When EF-hands bind Ca2+, a large structurchange induce to release the active site. Adapted from (Yip Delormel and Boudsocq, 2019).蛋白的結(jié)構(gòu)決定蛋白的功能，而在進化上相近的蛋白也往往具有相似的功能。對芥 CPK 家族蛋白序列進行的系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果顯示，該家族可以被分為四個不亞組(Asano et al., 2012)（圖 1-3）。從擬南芥基因芯片數(shù)據(jù)庫 GENEVESTIGATOs://www.genevestigator.com/gv/)得到的熱圖(heat hap)中可以看到，進化上最接近的基因在受到生物、非生物脅迫以及激素處理時的表達情況大多非常相似，如21/23、CPK4/11、CPK5/6、CPK10/30、CPK7/8（圖 1-3）。CPK 家族的成員在長

6圖 1-3 擬南芥 CPK 家族的進化分析以及在多種脅迫下基因的表達模式擬南芥 34 個 CPK 家族成員可以分為四個亞組，不同的基因在不同脅迫下的表eat map)顯示，綠色為下調(diào)，紅色為上調(diào)，其中 CPK22，-27，-31 尚未有探針。 GENEVESTIGATOR (https://www.genevestigator.com/gv/)。P.s(DC3000)，P. syrintomato (DC3000)；ABA，脫落酸；SA,水楊酸。. 1-3 The phylogenetic analysis and expression pattern of AtCPKs under a variety of sconditions.tCPKs can be divided into four subgroups, and the expression pattern of these genes heat map, green is down-regulated, red is up—regulated, but CPK22, -27, -31 have n of gene expression are from GENEVESTIGATOR (https://www.genevestigator.com(DC3000), P. syringae pv. tomato (DC3000); ABA, abscisic acid; SA, salicylic acid.

【參考文獻】：
期刊論文
[1]甘藍型油菜CIPK22基因的特性分析與互作蛋白CBL的鑒定[J]. 李燕飛,辛玉瓊,高世東,趙培玉,劉舞貞,燕敬利,陳芹芹,楊博,李競,江元清.  植物生理學報. 2019(08)
[2]甘藍型油菜鈣依賴蛋白激酶6(BnaCPK6)的定位與互作蛋白分析[J]. 王偉歡,劉舞貞,楊博,張翰風,鄧民,李競,江元清.  基因組學與應用生物學. 2019(05)
[3]甘藍型油菜BnaCIPK15基因的表達分析與功能鑒定[J]. 高世東,陳炳佑,張翰風,楊博,劉舞貞,江元清.  西北植物學報. 2019(04)
[4]擬南芥鈣依賴的蛋白激酶CPK28正向參與滲透脅迫應答反應[J]. 高安禮,吳晴陽,張宇,苗雨晨,宋純鵬.  科學通報. 2014(01)

碩士論文
[1]油菜與擬南芥中鈣相關(guān)蛋白激酶基因調(diào)控非生物逆境響應的機制研究[D]. 張翰風.西北農(nóng)林科技大學 2014



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