二磷酸核苷磷酸酯酶(Diphosphonucleotide phosphatase,PPD)是紫色酸性磷酸酶(Purple acid phosphatase,PAP)的一個亞家族。本實驗室前期通過抑制差減雜交技術(shù)(Suppressive subtractive hybtidization,SSH)克隆到一個紫云英共生特異表達的新基因As IA257。基于As IA257的核苷酸和氨基酸序列與黃羽扇豆中的PPD1具有較高的相似性,因此我們將As IA257編碼蛋白基因重新命名為As PPD1。本文通過研究As PPD1的時空表達、蛋白酶活、亞細胞定位、及其超表達和RNAi的表型,闡明它在豆科植物-根瘤菌共生中的功能及作用機制。取得如下主要研究結(jié)果:發(fā)現(xiàn)在被根瘤菌侵染過的根和根瘤中,As PPD1表達量升高。磷脅迫條件下,As PPD1在根中轉(zhuǎn)錄水平降低,然而在根瘤中轉(zhuǎn)錄水平升高。確證了從畢赤酵母中純化到的As PPD1重組蛋白具有酸性磷酸酶和磷酸二酯酶,在體外證明其可以水解ADP和ATP。亞細胞定位顯示As PPD1定位于發(fā)根細胞的細胞膜,亦定位于根瘤中含菌細胞的共生體膜。As PPD1在發(fā)根中超表達后抑制根瘤形成,然而沉默后導(dǎo)致根瘤早衰且固氮酶活明顯降低。HPLC檢測表明As PPD1超表達后影響發(fā)根中ADP水平,As PPD1沉默后影響根瘤中ATP/ADP的比值和能荷,定量結(jié)果表明As PPD1轉(zhuǎn)錄水平的變化影響根瘤原基的形成。綜上所述,我們發(fā)現(xiàn)As PPD1可能通過調(diào)節(jié)共生中ADP水平和能荷,從而影響根瘤的形成和共生固氮。以上研究結(jié)果初步揭示了共生特異表達的As PPD1在固氮過程中的調(diào)控功能,為深入研究其調(diào)控機制奠定了良好的工作基礎(chǔ)。
【學位單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：S541.3;Q945.13
【部分圖文】：

圖3-1 AsPPD1的蛋白序列保守區(qū)域、進化樹分析和蛋白結(jié)構(gòu)域預(yù)測Fig. 3-1 Conserved motif and Phylogenetic analysis of AsPPD1. AsPPD1 protein conserveddomains. The highly conserved PAP motifs of AsPPD1. In the amino acid sequence, the fourth of the typ

AsPPD1在體外的表達和酶活測定Fig.3-3Invitroexpressionandenzymeactivitydeterminationofrecombinant6His-AsPPD1.

AsPPD1在體外可以水解ATP和ADPFig.3-4Thecapacityof6His-AsPPD1tohydrolyzeATPandADPinvitro.
【參考文獻】

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1 Brett J. Ferguson;Arief Indrasumunar;Satomi Hayashi;Yu-Hsiang Lin;Dugald E. Reid;Peter M. Gresshoff;;Molecular Analysis of Legume Nodule Development and Autoregulation[J];Journal of Integrative Plant Biology;2010年01期

2 James Whelan;;Overexpression of OsPAP10a, A Root-Associated Acid Phosphatase, Increased Extracellular Organic Phosphorus Utilization in Rice[J];Journal of Integrative Plant Biology;2012年09期

本文編號：2853076