植物和一些原生生物中含有一種特有的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶——鈣依賴性蛋白激酶（CDPKs）。研究發(fā)現(xiàn)CDPKs基因參與植物碳/氮代謝循環(huán)、氣孔運動、生長發(fā)育調(diào)節(jié)、離子和水分跨膜運輸、細(xì)胞骨架動態(tài)變化、非生物脅迫和生物脅迫應(yīng)答等,并且受赤霉素、生長素、干旱、高鹽、低溫、病原菌入侵和機械損傷等外界刺激誘導(dǎo)而表達(dá)。本研究通過隱馬爾科夫模型鑒定了馬鈴薯StCDPKs基因家族的成員,分析了StCDPKs的基因結(jié)構(gòu)、保守結(jié)構(gòu)域、系統(tǒng)進化關(guān)系以及轉(zhuǎn)錄和表達(dá)模式等,并從RNA轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)中篩選出StCDPK22作為目的基因,進一步通過生物信息學(xué)、亞細(xì)胞定位、過表達(dá)和抑制表達(dá)等技術(shù),對馬鈴薯StCDPK22基因的生物學(xué)功能進行了研究。取得的主要結(jié)果如下:1.通過隱馬爾科夫模型共篩選出25個馬鈴薯StCDPKs基因,結(jié)合NCBI收錄的2個基因,共獲得27個馬鈴薯StCDPKs基因。保守結(jié)構(gòu)域分析發(fā)現(xiàn)這27個StCDPK基因在基因外顯子-內(nèi)含子個數(shù)和保守結(jié)構(gòu)域上沒有太大的差異。27個基因在進化上分為四個亞族。篩選的25個StCDPKs基因在馬鈴薯不同組織和器官中的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)具有差異性,15個StCDPKs基因在... 

【文章來源】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

非生物脅迫中CDPKs的信號網(wǎng)絡(luò)[23]

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)2020屆碩士學(xué)位論文22圖2.125個StCDPKs基因的結(jié)構(gòu)和motif分布模式注：a和b，紅色的不規(guī)則六邊形代表外顯子，藍(lán)色的直線代表內(nèi)含子（a）；每個motif信息都由InterPro進行注釋Fig.2.1Thestructureandmotifpatternof25StCDPKsgenesNote:aandb,theirregularhexagonsinredrepresentexons,andthestraightlinesinbluerepresentintrons(a);EachmotifinformationisannotatedbyInterPro2.3.3馬鈴薯StCDPKs基因表達(dá)分析通過馬鈴薯數(shù)據(jù)庫PGSC中的RNA測序數(shù)據(jù)制作了馬鈴薯的StCDPKs基因在不同組織和不同脅迫中表達(dá)量的可視化熱圖。由圖2.3和圖2.4可知，StCDPK2/4/21/22/25在不同組織中有較高的表達(dá)水平，但StCDPK21/22/25在成熟花中表達(dá)水平較低。StCDPK2在不成熟果實、成熟果實和成熟花中表達(dá)較低。其他基因在不同組織中表達(dá)都較低，而StCDPK13和23在成熟果實中有較高表達(dá)水平。StCDPK22在生物和非生物脅迫中的表達(dá)量比其他家族基因都高。StCDPK2/4/6/21/25顯示出中上水平表達(dá)模式，而7個基因（StCDPK1/7/9/17/18/23/24）表達(dá)都偏低，剩余的12個StCDPKs基因在不同脅迫中基本不表達(dá)。

馬鈴薯StCDPK22基因克隆及其功能鑒定23圖2.2擬南芥、番茄和馬鈴薯CDPKs蛋白系統(tǒng)進化樹注：紅色五角星為馬鈴薯CDPKs基因，藍(lán)色三角形為擬南芥CDPKs基因，黃色正方形為番茄CDPKs基因Fig.2.2PhylogenetictreeofCDPKsproteinsfromArabidopsis,tomatoandpotatoNote:TheredpentagramisthepotatoCDPKsgene,thebluetriangleistheArabidopsisCDPKsgene,andtheyellowsquareisthetomatoCDPKsgene2.3.4qRT-PCR分析馬鈴薯StCDPKs基因的表達(dá)模式基于馬鈴薯StCDPKs基因表達(dá)熱圖，本實驗通過qRT-PCR分析檢測了馬鈴薯品種“大西洋”的27個StCDPKs基因，在根、莖、葉、花和塊莖組織中的表達(dá)水平。結(jié)果如圖2.5所示，StCDPK1/2/19在花中的表達(dá)量比葉中的高，其它3個組織中的表達(dá)量都低于葉片。StCDPK3/4/6/7/26/27這6個基因在葉片中的表達(dá)量均低于根、莖、花和塊莖，而StCDPK9和StCDPK15則相反，在葉片中基因表達(dá)量最高。在根中StCDPK8/10/11/21/25基因在根中的表達(dá)量均低于葉片，但是這5個基因在其它組織中都高于在葉片中的表達(dá)量。StCDPK17/20/22這3個基因與前面5個基因表達(dá)有類似的模式。StCDPK23相對于葉片中的表達(dá)量，其在花和塊莖中表達(dá)較高，而在根和莖中有較低的表達(dá)。StCDPK12/16/18/24在花和莖中的表達(dá)量高于葉片，而在根和塊莖則相對較低。StCDPK13/14兩個基因在莖和塊莖中相對于葉片有較高的表達(dá)，但在根和花中較低。


本文編號：3489968