棉花BFT和APs基因的全基因組分析
發(fā)布時間:2021-10-30 11:01
BROTHER OF FT AND TFL1(BFT)被稱為FLOWERING LOCUS T(FT)和TERMINAL FLOWER1(TFL1)的兄弟,在植物開花通路中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。在鹽脅迫下,擬南芥BFT蛋白在頂端分生組織中同b ZIP轉(zhuǎn)錄因子FD互作,形成復(fù)合物調(diào)控開花轉(zhuǎn)變。實驗室前期構(gòu)建了新陸早33葉組織的酵母雙雜c DNA文庫,并從中篩選出一個與陸地棉開花促進因子Gh FT1蛋白互作的天冬氨酸類似蛋白(Aspartic proteinases,APs),該蛋白酶基因在植物生長發(fā)育、抗病及逆境脅迫過程中起著重要作用。目的:全基因組鑒定棉花BFT和Gh APs基因,通過生物信息學分析,初步預(yù)測Gh APs可能存在的生物學功能;利用蛋白互作和轉(zhuǎn)基因擬南芥研究,探索Gh BFT在開花調(diào)控中的功能。方法:基于最近更新的棉花基因組數(shù)據(jù)庫,鑒定棉花BFT和Gh APs基因;RT-PCR技術(shù)克隆Gh BFT1和Gh BFT2基因;實時熒光定量PCR技術(shù)檢測Gh BFT1和Gh BFT2基因表達特征;酵母雙雜交(Yeast two-hybrid,Y2H)和雙分子熒光互補技術(shù)(Bimo...
【文章來源】:石河子大學新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
棉花與其它植物BFT蛋白系統(tǒng)進化樹分析
棉花BFT和APs基因的全基因組分析16A.保守基序分析;B.基因結(jié)構(gòu)分析A.Conservedmotifanalysis;B.Genestructuralanalysis圖2-2棉花與其它物種BFT基因結(jié)構(gòu)和保守基序分析Fig.2-2AnalysisofBFTgenestructureandconservedmotifamongcottonandotherplantspecies多重序列比對結(jié)果顯示,不同物種BFT氨基酸序列間相似性較高,均含有PEBP家族典型的保守結(jié)構(gòu)域D-P-D-x-P和G-x-H-R,且不同倍性的棉花BFT氨基酸序列均具有TFL1亞組的保守位點His88/Asp144,這與報道的擬南芥AtBFT含有FT保守位點Tyr85有所不同(Yooetal.,2010)。其次,與擬南芥位于同一進化分支的琴葉擬南芥、薺菜、蕪菁和甘藍等十字花科物種的BFT蛋白序列均含有FT功能保守位點Tyr85,而親緣關(guān)系較遠的棉花、獼猴桃和大豆BFT蛋白序列卻含有His88保守位點(圖2-3)。BFT同源蛋白間保守氨基酸位點的差異,可能是物種在進化過程中導(dǎo)致BFT蛋白發(fā)生部分突變,意味著不同物種BFT基因功能可能存在一定的差異。通過比較不同倍性棉花BFT同源氨基酸序列,發(fā)現(xiàn)BFT蛋白間相似性達82%~99%,且擁有4處棉花BFT蛋白特異保守位點,分別為Val4(V)、Pro5(P)、Thr28(T)和Ala46(A);而棉花BFT1和BFT2間存在多處突變位點(圖2-3)。綜上,通過分析BFT基因結(jié)構(gòu)、蛋白保守基序及序列特征,我們發(fā)現(xiàn)植物BFT基因具有一定的保守性,預(yù)示其可能具有相似的功能。
棉花BFT和APs基因的全基因組分析17不同顏色方框分別代表不同保守基序;陰影部分:紫色為保守結(jié)構(gòu)域,粉色為棉花BFT1、BFT2蛋白突變位點,綠色代表棉花BFT蛋白保守位點,藍色代表FT/TFL1亞家族特異保守位點Differentcolorboxesrepresentdifferentconservativemotifs;shadowpart:purpleistheconserveddomain,pinkisthecottonBFT1andBFT2proteinmutationsite,greenrepresentsthecottonBFTproteinconservedsite,andbluerepresentsthespecificconservedsiteofFT/TFL1subfamily.圖2-3棉花與其它植物BFT蛋白的氨基酸序列比對Fig.2-3AminoacidsequencealignmentofBFTproteinsamongcottonandotherplantspecies2.2.4棉花BFT基因的表達特征基于陸地棉(TM-1)和海島棉轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)(Huetal.,2019),分析BFT同源基因在陸地棉和海島棉的根、莖、葉、花等組織及不同發(fā)育時期胚珠和纖維中的表達特征。結(jié)果顯示,陸地棉GhBFT1-A基因在TM-1的莖、花藥和苞片中表達量相對較高;GhBFT1-D在胚珠和纖維發(fā)育早期高表達,且在葉、花瓣、雌蕊、萼片、花絲及花托中表達量較高;GhBFT2-A在胚珠發(fā)育早期時期表達量較高;GhBFT2-D在根、葉、花托和萼片中表達相對較高。綜合來看,在陸地棉4個GhBFT基因中,GhBFT1-D在各組織中表達量相對較高(圖2-4),猜測其可能在基因功能中起主導(dǎo)作用。同樣,海島棉BFT基因表達特征也呈現(xiàn)出相似的現(xiàn)象,4個GbBFT同源基因中,GbBFT1-D表達量相對較高,且也在胚珠、纖維、葉和花中高表達(圖2-5)。海島棉和陸地棉中4個BFT基因在轉(zhuǎn)錄水平的表達差異,有可能與棉花發(fā)生全基因組復(fù)制事件后,基因間出現(xiàn)有偏性的基因表達特征有
【參考文獻】:
期刊論文
[1]棉花bZIP轉(zhuǎn)錄因子FD基因的發(fā)掘和GhFD基因的組織表達分析[J]. 張彥楠,于秀立,呂新華,劉慧,黃先忠. 分子植物育種. 2016(09)
[2]TRV病毒介導(dǎo)的基因沉默體系在新疆陸地棉和亞洲棉中的建立[J]. 劉慧,于秀立,黃先忠. 棉花學報. 2016(05)
[3]Molecular cloning and functional analysis of the FLOWERING LOCUS T(FT) homolog Gh FT1 from Gossypium hirsutum[J]. Danli Guo,Chao Li,Rui Dong,Xiaobo Li,Xiangwen Xiao,Xianzhong Huang. Journal of Integrative Plant Biology. 2015(06)
[4]亞洲棉和雷蒙德氏棉PEBP家族基因的鑒定及該家族基因在陸地棉組織中表達分析[J]. 李超,張彥楠,劉煥龍,黃先忠. 作物學報. 2015(03)
[5]棉花GhFTL1基因的克隆及初步功能分析[J]. 東銳,院海英,顧超,鄭銀英,黃先忠,崔百明. 棉花學報. 2011(06)
本文編號:3466610
【文章來源】:石河子大學新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
棉花與其它植物BFT蛋白系統(tǒng)進化樹分析
棉花BFT和APs基因的全基因組分析16A.保守基序分析;B.基因結(jié)構(gòu)分析A.Conservedmotifanalysis;B.Genestructuralanalysis圖2-2棉花與其它物種BFT基因結(jié)構(gòu)和保守基序分析Fig.2-2AnalysisofBFTgenestructureandconservedmotifamongcottonandotherplantspecies多重序列比對結(jié)果顯示,不同物種BFT氨基酸序列間相似性較高,均含有PEBP家族典型的保守結(jié)構(gòu)域D-P-D-x-P和G-x-H-R,且不同倍性的棉花BFT氨基酸序列均具有TFL1亞組的保守位點His88/Asp144,這與報道的擬南芥AtBFT含有FT保守位點Tyr85有所不同(Yooetal.,2010)。其次,與擬南芥位于同一進化分支的琴葉擬南芥、薺菜、蕪菁和甘藍等十字花科物種的BFT蛋白序列均含有FT功能保守位點Tyr85,而親緣關(guān)系較遠的棉花、獼猴桃和大豆BFT蛋白序列卻含有His88保守位點(圖2-3)。BFT同源蛋白間保守氨基酸位點的差異,可能是物種在進化過程中導(dǎo)致BFT蛋白發(fā)生部分突變,意味著不同物種BFT基因功能可能存在一定的差異。通過比較不同倍性棉花BFT同源氨基酸序列,發(fā)現(xiàn)BFT蛋白間相似性達82%~99%,且擁有4處棉花BFT蛋白特異保守位點,分別為Val4(V)、Pro5(P)、Thr28(T)和Ala46(A);而棉花BFT1和BFT2間存在多處突變位點(圖2-3)。綜上,通過分析BFT基因結(jié)構(gòu)、蛋白保守基序及序列特征,我們發(fā)現(xiàn)植物BFT基因具有一定的保守性,預(yù)示其可能具有相似的功能。
棉花BFT和APs基因的全基因組分析17不同顏色方框分別代表不同保守基序;陰影部分:紫色為保守結(jié)構(gòu)域,粉色為棉花BFT1、BFT2蛋白突變位點,綠色代表棉花BFT蛋白保守位點,藍色代表FT/TFL1亞家族特異保守位點Differentcolorboxesrepresentdifferentconservativemotifs;shadowpart:purpleistheconserveddomain,pinkisthecottonBFT1andBFT2proteinmutationsite,greenrepresentsthecottonBFTproteinconservedsite,andbluerepresentsthespecificconservedsiteofFT/TFL1subfamily.圖2-3棉花與其它植物BFT蛋白的氨基酸序列比對Fig.2-3AminoacidsequencealignmentofBFTproteinsamongcottonandotherplantspecies2.2.4棉花BFT基因的表達特征基于陸地棉(TM-1)和海島棉轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)(Huetal.,2019),分析BFT同源基因在陸地棉和海島棉的根、莖、葉、花等組織及不同發(fā)育時期胚珠和纖維中的表達特征。結(jié)果顯示,陸地棉GhBFT1-A基因在TM-1的莖、花藥和苞片中表達量相對較高;GhBFT1-D在胚珠和纖維發(fā)育早期高表達,且在葉、花瓣、雌蕊、萼片、花絲及花托中表達量較高;GhBFT2-A在胚珠發(fā)育早期時期表達量較高;GhBFT2-D在根、葉、花托和萼片中表達相對較高。綜合來看,在陸地棉4個GhBFT基因中,GhBFT1-D在各組織中表達量相對較高(圖2-4),猜測其可能在基因功能中起主導(dǎo)作用。同樣,海島棉BFT基因表達特征也呈現(xiàn)出相似的現(xiàn)象,4個GbBFT同源基因中,GbBFT1-D表達量相對較高,且也在胚珠、纖維、葉和花中高表達(圖2-5)。海島棉和陸地棉中4個BFT基因在轉(zhuǎn)錄水平的表達差異,有可能與棉花發(fā)生全基因組復(fù)制事件后,基因間出現(xiàn)有偏性的基因表達特征有
【參考文獻】:
期刊論文
[1]棉花bZIP轉(zhuǎn)錄因子FD基因的發(fā)掘和GhFD基因的組織表達分析[J]. 張彥楠,于秀立,呂新華,劉慧,黃先忠. 分子植物育種. 2016(09)
[2]TRV病毒介導(dǎo)的基因沉默體系在新疆陸地棉和亞洲棉中的建立[J]. 劉慧,于秀立,黃先忠. 棉花學報. 2016(05)
[3]Molecular cloning and functional analysis of the FLOWERING LOCUS T(FT) homolog Gh FT1 from Gossypium hirsutum[J]. Danli Guo,Chao Li,Rui Dong,Xiaobo Li,Xiangwen Xiao,Xianzhong Huang. Journal of Integrative Plant Biology. 2015(06)
[4]亞洲棉和雷蒙德氏棉PEBP家族基因的鑒定及該家族基因在陸地棉組織中表達分析[J]. 李超,張彥楠,劉煥龍,黃先忠. 作物學報. 2015(03)
[5]棉花GhFTL1基因的克隆及初步功能分析[J]. 東銳,院海英,顧超,鄭銀英,黃先忠,崔百明. 棉花學報. 2011(06)
本文編號:3466610
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