盐芥RAV基因家族在拟南芥中的过量表达及功能验证

发布时间：2020-02-03 06:12

【摘要】：RAV(Related to ABI3/VP1)转录因子含有AP2结构域和B3结构域,是高等植物体内具有多种功能的一类转录因子。尽管RAV基因家族在棉花、大豆和拟南芥等多种植物中已有一定程度的研究,但对盐生模式植物盐芥RAV基因家族的研究尚且没有。本文分离得到了盐芥全基因组中的8个Ts RAV基因,并根据生物信息学分析将其分成两组(A组,B组),A组成员为Ts RAV1-Ts RAV4,B组成员为Ts RAV5-Ts RAV8。实时定量分析发现盐芥种子播种后0 d到4 d过程中8个Ts RAV表达水平一直呈现下降趋势。通过对盐芥幼苗进行Na Cl和ABA胁迫处理,分别分析根和叶中的Ts RAV基因表达水平发现,A-Ts RAVs基因中Ts RAV2、Ts RAV3的表达受到Na Cl明显的抑制,B-Ts RAVs(Ts RAV5-Ts RAV8)的表达水平极低且对Na Cl胁迫不敏感;盐芥A-Ts RAVs基因和B-Ts RAVs基因对ABA胁迫的应答不同,外源ABA抑制了Ts RAV1、2、3基因的表达;而B-Ts RAVs基因虽然在无ABA胁迫时表达量极低,但是在叶中还是受到ABA短暂的诱导,表达量出现瞬时增长。对35S:Ts RAVs转基因拟南芥在Na Cl、ABA及干旱胁迫下的应答进行分析发现,随着Na Cl浓度的增加,35S:Ts RAVs转基因株系受到的抑制越来越显著,且在不同盐浓度下35S:A-Ts RAVs(35S:Ts RAV1-Ts RAV4)株系发芽率均低于35S:B-Ts RAVs(35S:Ts RAV5-Ts RAV8)株系;外源ABA对35S:Ts RAVs株系种子萌发起抑制作用,且35S:A-Ts RAVs株系受到的抑制程度较35S:B-Ts RAVs株系更强;野生型(WT)、35S:A-Ts RAVs及35S:B-Ts RAVs株系幼苗在根的生长方面受外源ABA的抑制程度无显著差异;由于35S:A-Ts RAVs株系在0.5μM ABA胁迫环境中黄子叶较WT和B-Ts RAVs株系多,推测A-Ts RAVs基因可能与ABA调控的光合作用和叶片衰老相关;35S:A-Ts RAVs株系在干旱条件下,影响气孔的关闭活动,因此推测A-Ts RAVs(Ts RAV1-Ts RAV4)基因是植物生长发育过程中的负调节因子,且A-Ts RAVs较B-Ts RAVs(Ts RAV5-Ts RAV8)起到更强的负调节作用。本文首次对盐生模式植物盐芥的RAV基因家族进行了鉴定与功能分析,是对RAV转录因子家族功能研究的重要补充。
【图文】：

例如，在拟南芥及大豆中，TEM1 和 GmRAV 分别通过结合和抑制 FT基因的启动子而抑制开花[90]。从图 2-1 很明显地可以看出，每个 A-TsRAVs（ TsRAV1-TsRAV4 ） 基 因 都 含 有 核 定 位 序 列 （ NLS ） ， 而 B-TsRAVs（TsRAV5-TsRAV8）不含该序列，因此推测核定位序列的有无对 RAV 转录因子的功能起到至关重要的作用。除了 BRD 结构域外，对 A-TsRAVs 和 B-TsRAVs 进行蛋白序列比对，发现两组基因蛋白序列在高度保守区域出现个别氨基酸的变化，变化较显著的有：A-TsRAVs 在图中第一、二位为非极性的脯氨酸，第七位为非极性的缬氨酸，第九位非极性的苯丙氨酸，第十二位为极性谷氨酸，第十三位为非极性亮氨酸，第十四位为极性天冬酰胺，十八、十九位为极性络氨酸，二十一位为非极性丙氨酸。而 B-TsRAVs 依次为极性的谷氨酸，极性的天冬酰胺，极性的精氨酸，非极性缬氨酸，极性谷氨酸，非极性缬氨酸，非极性苯丙氨酸，极性谷氨酸；如图 2-2 所示，这种组间的差异可能会影响 RAV 蛋白二级结构及 DNA 结合能力和活性。

图 2-5 盐芥和拟南芥 RAV 基因家族 Motif 分析示意图Fig.2-5 Schematic illustrations of the types and distributions of motifs for each TsRAV familymembers and AtRAVs with a same group符合筛选条件（e-value<1e-7）的有 17 个保守的 Motif。位于 AP2 结构域前的 Motif5、Motif12，，位于 B3 结构域内部的 Motif 9 以及在 C 端的 Motif8 都A组基因特有的保守结构，AP2结构域内部的Motif 10、B3结构域内部的Mot、Motif 16 及在 BRD 结构域前端的 Motif 14 只存在于 B 组基因结构中。由上比较可见 Motif的种类和分布出现明显的分组现象。2.3.5 拟南芥和盐芥 RAV 基因家族信号肽分析信号肽可以引导分泌性蛋白质穿过其合成所在的细胞，进入到其他细胞中发作用，因此信号肽对蛋白分泌的过程有非常重要的作用。信号肽位于外分泌蛋的 N 端，当新合成的含有信号肽的多肽通过转运途径进入到糙面内质网上继合成蛋白的时候，其 N 端的信号肽结构被切除。信号肽的长度一般是 10-4
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q943.2

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本文编号：2575928