干旱胁迫下发菜固氮酶基因（nifH、nifD、nifK）的差异表达与基因克隆

发布时间：2017-11-15 00:15

  本文关键词：干旱胁迫下发菜固氮酶基因（nifH、nifD、nifK）的差异表达与基因克隆

  更多相关文章： 发菜 固氮酶 差异表达 基因克隆和表达 生物信息学

【摘要】：发菜是一种陆生固氮蓝藻,主要分布于干旱、半干旱荒漠草原地区,是当地主要的生物固氮资源和拓荒植物。固氮酶由固氮基因nif矿编码,在钼铁固氮酶系统中,nifH基因编码铁蛋白,nifD基因和nifK基因编码钼铁蛋白。本研究通过qRT-PCR技术,分析不同干旱胁迫下发菜固氮酶基因nifH、nifD、nifK在转录水平的表达变化；根据同源物种设计简并性和特异性引物,克隆nifH、 nifD、nifK基因全长,研究其原核表达并进行生物信息学分析。结果表明：(1)发菜固氮酶nifH、nifD和nifK基因随藻体含水量的逐渐降低,基因在转录水平上的表达量呈逐渐增加；(2)根据简并性引物和特异性引物克隆获得长度为894 bp的nifH基因,GenBank登陆号为Banklt1901364 (KU886163);1443 bp的nifD基因,GenBank登陆号为BankIt1901385(KU886164)；1536 bp的nifK基因, GenBank登陆号为BankIt1901391 (KU886165);(3)将nifH、nifD和nifK基因在大肠杆菌中表达,分别获得一个约36kD、57 kD、和58 kD的外源蛋白；(4)生物信息学分析表明：①nifH、nifD和nifK核苷酸序列和氨基酸序列均具有较高的保守性；②nifH在第240位的丙氨酸亲水性最强,第273位的谷氨酸疏水性最强：nifD在第28位的赖氨酸亲水性最强,第359位的蛋氨酸疏水性最强；nifK在第51位的酪氨酸亲水性最强,第76位的苯丙氨酸疏水性最强；③nifH蛋白的Ser有4个磷酸化位点、Thr有3个磷酸化位点和Tys有2个磷酸化位点；nifD蛋白的Ser有12个磷酸化位点,Thr有10个磷酸化位点,Tys有6个磷酸化位点；nifK蛋白的Ser有15个磷酸化位点,Thr有8个磷酸化位点,Tys有6个磷酸化位点。④nifH、nifD和nifK蛋白均为膜外蛋白。nifH、nifD、nifK基因编码的蛋白,二级结构主要由a螺旋、随机卷曲、折叠和转角构成。三级结构预测结果,nifH、nifD、nifK序列与数据库中X晶体衍射结构相似度分别为52%、70%和55%。研究结果为进一步研究发菜固氮酶基因的分子结构和发菜响应干旱胁迫的固氮机理及氮代谢过程奠定了基础。
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q943.2

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈耀祖 ,黄殿群;《固氮酶活性中心模型物中硫的微量测定》一文的补充[J];兰州大学学报;1980年03期

2 吴生堂;利用气相色谱测定固氮酶活性[J];中国油料;1981年04期

3 周鸿宾,贺玉成,王毅岩,杜大至,苏巧梅,袁长芳;用比色法测定固氮酶活性方法的研究[J];微生物学通报;1982年05期

4 赖伍江,白震谷;共边活口骈联双立方烷固氮酶活性中心固氮模型的量化处理[J];厦门大学学报(自然科学版);1983年02期

5 钟泽璞;施定基;王发珠;崔志有;;温度、含水量和光照对发菜固氮酶活性的影响[J];Journal of Integrative Plant Biology;1992年03期

6 薛林贵,王维国;固氮酶活性的翻译后调节的研究现状及展望[J];甘肃高师学报;1998年03期

7 徐晔;张金池;王广林;庄家尧;;固氮酶的研究进展[J];生物学杂志;2011年04期

8 ;固氮酶活性中心模型和铁钼辅基模拟体合成的研究进展[J];厦门大学学报(自然科学版);1980年01期

9 贺逸秋,陈汉才,宋鸿遇;光合细菌Rhodopseudomoaos capsulata固氮酶合成的光促诱导[J];植物生理学报;1981年02期

10 忻新泉;陈汉文;戴安邦;;固氮酶活性中心的结构和反应机理[J];南京大学学报(自然科学版);1981年04期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 曹泽星;张乾二;;固氮酶的理论模拟研究[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年

2 李久蒂;李永兴;匡柏健;;联合固氮耐铵工程菌的研究和应用[A];第九届全国土壤微生物学术讨论会论文摘要[C];2001年

3 田宏;张德罡;姚拓;;草坪草根际联合固氮菌菌株筛选及其固氮酶活性的初步研究[A];中国草学会草坪专业委员会第六届全国会员代表大会及第九次学术研讨会论文汇编[C];2004年

4 徐正金;刘小龙;罗明;;三种典型荒漠灌木内生固氮菌及固氮酶基因nifH多样性分析[A];第四届全国微生物资源学术暨国家微生物资源平台运行服务研讨会论文集[C];2012年

5 黄世贞;陈惠成;唐建阳;Ladha J.K;;水稻与根瘤菌相互作用的研究[A];中国的遗传学研究——中国遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编[C];2003年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 胡兴莲;非豆科植物也能固氮[N];山东科技报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 荣良燕;岷山红三叶根际促生菌及有益特性研究[D];甘肃农业大学;2015年

2 徐玲花;塔克拉玛干沙漠微生物固氮酶基因多样性及其活性的研究[D];中国地质大学;2014年

3 赵颖;含铬或锰的新型固氮酶的纯化，特性和结晶[D];中国科学院研究生院（植物研究所）;2005年

4 赵德华;固氮酶催化N_2和H～+还原的机制[D];中国农业大学;2004年

5 刘元;巴西固氮螺菌Yu62在玉米根部的定殖固氮芽孢杆菌的分离及其glnB基因的研究[D];中国农业大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 吴诗杰;干旱胁迫下发菜固氮酶基因（nifH、nifD、nifK）的差异表达与基因克隆[D];宁夏大学;2016年

2 林文娜;施氏假单胞菌碳代谢抑制蛋白Crc的功能鉴定及其固氮条件下的全局调控机制[D];中国农业科学院;2011年

3 樊慧俐;斯氏假单胞菌A1501固氮岛中NifA依赖的未知功能基因转录特性研究[D];中国农业科学院;2009年

4 徐曲毅;茉莉酸甲酯对大豆结瘤和固氮影响的研究[D];华南师范大学;2004年

5 代淑贤;固氮施氏假单胞菌双组分系统CbrAB碳氮代谢调控功能研究[D];中国农业科学院;2012年

6 侯胜强;固氮斯氏假单胞菌A1501铵转运基因amtB的结构分析和功能研究[D];中国农业科学院;2007年

7 樊颖;固氮斯氏假单胞菌A1501泌铵突变株的构建及其理化特性[D];中国农业科学院;2009年

8 张志刚;棕色固氮菌突变株DJ194和UW3中固氮酶蛋白的研究[D];西北大学;2007年

9 王瑞;固氮施氏假单胞菌ACC脱氨酶基因acdS的功能鉴定[D];中国农业科学院;2011年

10 陈清华;大肠杆菌氮代谢调节蛋白GlnG对假单胞菌固氮岛表达的调控[D];中国农业科学院;2013年

，

本文编号：1187584