【摘要】：Opaque2 (02)是一個(gè)在玉米(Zea mays)籽粒發(fā)育過(guò)程中起到重要作用的bZIP類轉(zhuǎn)錄因子。已有研究表明02可以廣泛參與籽粒發(fā)育過(guò)程并且主要調(diào)控籽粒中含量最大的儲(chǔ)藏蛋白——醇溶蛋白。02蛋白可以和多個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子以及細(xì)胞骨架蛋白發(fā)生蛋白互作,并且影響其生物學(xué)功能。本研究開(kāi)展了一個(gè)新的02互作蛋白ZmMADS47的生物學(xué)功能分析。前期研究利用酵母雙雜篩選,獲得了多個(gè)02可能的互作蛋白,其中包括一個(gè)MADS類轉(zhuǎn)錄因子ZmMADS47。本研究中,我們首先利用體內(nèi)和體外的蛋白互作實(shí)驗(yàn),包括免疫共沉淀(co-immunoprecipitation,Co-IP)以及GST Pull-down實(shí)驗(yàn)等,驗(yàn)證了ZmMADS47與02的互作。基因表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)ZmMADS47可以在多種組織中表達(dá)�；蛐蛄羞M(jìn)化樹(shù)分析表明ZmMADS47與水稻中的OsMADS47同源。對(duì)ZmMADS47的轉(zhuǎn)錄因子特征,包括細(xì)胞核定位以及轉(zhuǎn)錄激活能力的檢測(cè)發(fā)現(xiàn),ZmMADS47的N端與全長(zhǎng)具有核定位信號(hào)；其C端具有顯著的轉(zhuǎn)錄激活能力,但全長(zhǎng)蛋白轉(zhuǎn)錄激活能力較低。通過(guò)玉米轉(zhuǎn)基因,獲得了顯著抑制ZmMADS47表達(dá)的轉(zhuǎn)基因RNAi材料。對(duì)RNAi轉(zhuǎn)基因籽粒的RNA-seq、透射電鏡以及生化成分分析表明,抑制ZmMADS47表達(dá)造成a-zein和50-kD γ-zein在15DAP的表達(dá)量下降,部分蛋白體顯著變小并且畸形。體外系列的DNA-蛋白互作實(shí)驗(yàn)確認(rèn)ZmMADS47直接結(jié)合在α-zein和：50-kD γ-zein啟動(dòng)子的CATGT序列。洋蔥表皮細(xì)胞的瞬時(shí)轉(zhuǎn)錄激活實(shí)驗(yàn)確認(rèn)ZmMADS47單獨(dú)不能激活目標(biāo)啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄,而在和02互作后可以不同程度的增強(qiáng)對(duì)目標(biāo)啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄。對(duì)02蛋白轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域的缺失突變、50-kD γ-zein啟動(dòng)子CATGT基序的缺失突變以及ZmMADS47的C端7個(gè)氨基酸的缺失分析提示,02在和ZmMADS47蛋白互作后,可能改變ZmMADS47的構(gòu)象,從而釋放出ZmMADS47 C端轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄激活能力。通過(guò)本研究,確定了一個(gè)新的02蛋白互作蛋白ZmMADS47,并且通過(guò)對(duì)ZmMADS47的生物學(xué)功能的研究,發(fā)現(xiàn)它是一個(gè)新的醇溶蛋白基因轉(zhuǎn)錄因子,并且以一種互作激活的新的機(jī)制實(shí)施其功能。本研究的結(jié)果拓展了我們對(duì)醇溶蛋白基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的認(rèn)識(shí)。
【圖文】：

圖１－１：邋ＭＡＤＳ類轉(zhuǎn)錄因子保守氨基酸序列與結(jié)構(gòu)示意圖［１５］。ａ圖：基于逡逑ＮＣＢ峨據(jù)庫(kù)中６６６８?jìng)�(gè)ＭＡＤＳ家族基因保守序列比對(duì)獲得的ＭＡＤＳ類轉(zhuǎn)錄因子保逡逑守序列。ｂ圖：巧ｐｅｌ與Ｔｙｐｅｌｌ邋ＭＡＤＳ類轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)示意圖。逡逑在ＭＡＤＳ－ｂｏｘ基因進(jìn)化過(guò)程中，其在不同物種中也表現(xiàn)出了明顯的不同。逡逑該類基因在原核生物、真菌Ｗ及動(dòng)物中數(shù)量較少，而在高等植物中卻大量存在。逡逑ＭＡＤＳ類基因家族在綠藻中只有一個(gè)基因成員，在苔薛中有大約２０個(gè)成員而在逡逑陸生高等植物，如擬南芥與水稻中卻有近１００個(gè)成員［１８－２０］。對(duì)ＭＡＤＳ－ｂｏｘ基因逡逑研究較為透徹的物種包括擬南芥，大豆（Ｇ／．ｖｃ／Ｈｆ邋ｗａｒ），逡逑黃瓜（ＣｍＣＷＷＷ邋－Ｋ／ｎＶｗ），水稻（０／７Ｚ０邐＞？？OH＂），邋毛果楊（／＊０護(hù)｛／？５逡逑ｔｒｉｃｈｏｃａｒｐａ），卷枯（Ｓｅ！ａｇｉｎｅｌ�。徨澹恚铮澹欤欤澹睿洌铮颍妫妫欤椋⿵募靶×Ｍ胩妫ǎ校瑁螅悖铮恚椋簦颍澹欤欤徨义希穑幔簦澹睿螅╁澹郏保担保�，１８，１９，２１］0逡逑

／々0／！？＂？＂）、棟桐樹(shù)（ｆ．邋／ｒｋ々Ou大豆（Ｇ．邋ｍａｒ）、蘿邋（Ｃ．邋５■加Ｖｗ）、逡逑水稻（０．伽如７）邋及卷柏（義＂！［腳）中巧ｐｅｌ亞類進(jìn)化分析，Ｍａ亞類逡逑在其中占到的比例最大（圖１－２）［泌］。此外，Ｔｙｐｅｌｌ同樣也被按照Ｉ區(qū)和Ｋ－ｂｏｘ的逡逑差異進(jìn)一步細(xì)分為ＭＩＫＣ＾與ＭＩＫＣ＊兩大類［２９］。ＬｙｄｉａＧｍｍｚｏｗ等對(duì)擬南芥，大逡逑豆，黃瓜，，毛果楊，水稻Ｗ及小粒碗薛的ＭＩＫＣＣ與ＭＩＫＣ＊進(jìn)一步舊類后，逡逑Ｔｙｐｅｌｌ邋ＭＡＤＳ－ｂｏｘ蛋白又被進(jìn)一步細(xì)分為ＳｔＭＡＤＳｌｌ，ＡＧＬ１７，邋ＡＧＬ１２，邋ＴＭ３，逡逑ＦＬＣ，邋ＡＧＬ６，邋ＡＧＬ２，邋ＳＱＵＡ，邋ＡＧ，邋ＭＩＫＣ＊，邋ＯｓＭＡＤＳ３２，邋ＴＭ８，邋ＧＥＦ／ＧＬＯ，逡逑ＧＣＭ１３，邋ＡＧＬ１５等（圖邋１－３）邋［２巧。逡逑Ｗ逡逑圖１－２：邋Ｍａ、Ｍｐ與ＭｙＳ大類Ｔｙｐｅｌ邋ＭＡＤＳ類轉(zhuǎn)錄因子的進(jìn)化分析［２８］。紅逡逑色，綠色和藍(lán)色分別代表了Ｍｏｕ邋ＭＰ與Ｍｙ蘭大類基因。逡逑８／８４逡逑
【學(xué)位授予單位】：上海大學(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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本文編號(hào)：2583477