本文選題：葉綠體翻譯　切入點(diǎn)：var2　出處：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：自然界中最顯著的成就之一是葉綠體和線粒體在真核細(xì)胞中的內(nèi)共生起源。葉綠體的發(fā)育需要細(xì)胞核基因組和葉綠體基因組的協(xié)調(diào)表達(dá),細(xì)胞核和葉綠體之間存在順行(anterograde)信號(hào)和逆行(retrograde)信號(hào)共同調(diào)節(jié)核質(zhì)基因的表達(dá)。本研究以擬南芥Arabidopsis yellow variegated(var2)花斑突變體為切入點(diǎn)來(lái)探索葉綠體發(fā)育調(diào)控網(wǎng)絡(luò),篩選逆轉(zhuǎn)花斑表型的var2逆轉(zhuǎn)突變體,獲得兩個(gè)新的var2逆轉(zhuǎn)突變體svr9-1(suppressor of variegation 9-1)和svr11-1(suppressor of variegation 11-1)。通過(guò)對(duì)SVR9、SVR9-Like1(SVR9L1)以及SVR11基因的分子克隆、編碼蛋白的亞細(xì)胞定位、組織表達(dá)特性、對(duì)var2花斑表型的抑制機(jī)理、在葉片形態(tài)發(fā)育中的作用等方面的研究,探索了SVR9、SVR9L1和SVR11基因在葉綠體發(fā)育和植物生長(zhǎng)發(fā)育中的功能。1.SVR9和SVR9L1基因相關(guān)研究結(jié)果如下:(1)svr9-1自var2-5花斑突變體的激活標(biāo)簽誘變庫(kù)中篩選獲得。svr9-1葉片基部發(fā)黃并且葉片邊緣呈齒狀突起,通過(guò)圖位克隆和互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)確定SVR9基因(At2g24060)編碼一個(gè)葉綠體翻譯起始因子IF3。大腸桿菌IF3 infC基因在svr9-1葉綠體中表達(dá)能夠挽救svr9-1突變體表型,表明SVR9與原核IF3功能保守。(2)SVR9及其同源蛋白SVR9L1均定位于葉綠體。過(guò)表達(dá)SVR9L1回復(fù)svr9-1表型,表明SVR9L1和SVR9功能冗余。從svr9-1和svr9l1-1的雜交后代中不能獲得雙純合突變體,而得到svr9-1位點(diǎn)純合同時(shí)svr9l1-1位點(diǎn)雜合的svr9-1 svr9l1-1/+突變體,表明葉綠體IF3是植物生存所必需的。(3)葉綠體IF3s活性降低不僅造成葉綠體發(fā)育缺陷而且導(dǎo)致一系列葉片發(fā)育缺陷包括:葉片邊緣呈鋸齒突起、葉肉細(xì)胞發(fā)育異常、子葉葉脈形態(tài)異常等。葉綠體IF3s缺陷或葉綠體翻譯抑制劑處理均可改變植物生長(zhǎng)素內(nèi)穩(wěn)態(tài)。(4)SVR9、SVR9L1與VAR2遺傳互作表明葉綠體發(fā)育狀態(tài)影響VAR2蛋白的閾值水平。遺傳分析表明SVR9/SVR9L1介導(dǎo)的葉邊緣形態(tài)發(fā)育依賴于CUP-SHAPED COTYLEDON2(CUC2)的活性并且獨(dú)立于其在葉綠體發(fā)育中的作用。即SVR9和SVR9L1不僅是葉綠體發(fā)育和VAR2介導(dǎo)的葉片花斑形成過(guò)程中的必需因子,而且參與協(xié)調(diào)葉綠體發(fā)育和葉片發(fā)育。2.SVR11基因相關(guān)研究結(jié)果如下:(1)svr11-1突變體篩選自var2-5逆轉(zhuǎn)突變體庫(kù)。inverse PCR和表型回復(fù)實(shí)驗(yàn)確定SVR11基因(At4g20360)編碼葉綠體翻譯延伸因子EF-Tu。SVR11定位于葉綠體中,SVR11的表達(dá)受發(fā)育時(shí)期調(diào)控。(2)三個(gè)SVR11等位突變體(svr11-1、svr11-2和svr11-3)之間的遺傳分析顯示SVR11基因表達(dá)水平下降導(dǎo)致植物葉片漸綠、葉色黃且葉片缺刻,最終胚胎致死。表明SVR11是植物發(fā)育的必需因子。(3)svr11-1與svr9-1的遺傳雜交實(shí)驗(yàn)獲得svr11-1 svr9-1雙突變體,svr11-1 svr9-1具有葉片邊緣呈鋸齒突起、葉肉細(xì)胞發(fā)育異常、子葉葉脈形態(tài)異常等缺陷表型。進(jìn)一步印證了葉綠體發(fā)育影響葉片形態(tài)發(fā)育。綜上所述,葉綠體翻譯起始因子IF3s和翻譯延伸因子EF-Tu是葉綠體正常發(fā)育不可或缺的因子并且參與調(diào)控葉片形態(tài)的發(fā)育。
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【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q943.2

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1 鄭夢(mèng)迪;擬南芥葉綠體IF3基因SVR9、SVR9L1和EF-Tu基因SVR11的克隆與功能研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：1624882