水稻OsH4a基因的克隆与抗逆性分析

发布时间：2020-07-08 06:39

【摘要】：组蛋白是真核细胞生物染色体中的十分保守的一类小分子蛋白质,pI属于碱性,主要分为五种类型:H1、H2A、H2B、H3和H4。组蛋白的修饰作用主要包括了乙酰化、甲基化、磷酸化、腺苷酸化、泛素化等,组蛋白的修饰将会影响染色质的拼装,从而协助转录调控。组蛋白的修饰作用除了参与光反应和影响开花外,组蛋白的修饰作用被证明参与了其他刺激反应,包括激素,生物胁迫和各种非生物胁迫。我们实验室通过荧光差异显示和定量PCR技术,克隆了一个多逆境诱导的OsCaMBP水稻钙调素结合蛋白基因,通过酵母双杂交证明其能与CaM结合,热激能诱导其在水稻根、叶和叶鞘中的表达量变化,低温也能诱导该基因表达量的增加~([35])。本实验室而后再次利用酵母双杂交技术,将OsCaMBP作为诱饵蛋白从低温、干旱cDNA文库中筛选出了一个与其互作的基因OsSCL30b。文中所用OsH4a是本实验室通过酵母双杂交技术以OsSCL30b为诱饵蛋白从低温、干旱cDNA文库中筛选出的一个与其互作的蛋白,属于组蛋白H4超家族。主要研究结果如下:1、通过双分子荧光互补实验{BIFC)进一步验证两者互作。2、农杆菌介导瞬时转化烟草的亚细胞定位结果为OsH4a主要汇集在细胞核上。3、从水稻cDNA文库中克隆了OsH4a基因,生物信息学分析发现该基因等电点12,预测OsH4a分子量约11.4 KD,OsH4a开放阅读框为312个bp,编码了103个氨基酸残基,上游启动子区域有ABRE,G-box,CGTCA,TGACG和CCAAT等多个与逆境相关顺式作用元件。4、定量PCR分析OsH4a在各种非生物逆境下叶中的表达量,发现OsH4a基因在不同逆境下有不同程度的响应,而在高温下OsH4a的表达量被诱导的程度最高,在植物生长调节剂处理下OsH4a的表达量受ABA影响程度较高。5、我们构建了OsH4a基因的原核表达载体PET-32a:OsH4a,并通过体外诱导出OsH4a融合蛋白的表达,在此基础上探究了OsH4a蛋白在体外对逆境条件的响应,发现OsH4a蛋白在大肠杆菌中的表达能明显增强对高温、低温的耐受性。6、为了在真核生物中研究OsH4a基因对逆境的响应机制,从而应用到生产上,我们构建了OsH4a基因的正向超表达载体和反向抑制表达载体,通过农杆菌侵染水稻日本晴愈伤的方式,顺利得到转基因植株,共计六株正向超表达植株,五株反向抑制表达植株。并将转基因植株进行逆境处理的预实验,发现超表达植株在低温下的长势稍好于日本晴。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511;Q943.2
【图文】：

核小体,粒子,核心

[85]。图1-1 核小体核心粒子的结构[83]Fig. 1-1 X-Ray Structure of Nucleosome Core Particle[83]

染色体结构

图 1-2 染色体结构[95]Fig. 1-2 Chromosome structure[95]修饰作用修饰是指组蛋白在相应酶的作用下发生的甲基化、乙酰化、磷酸化化和ADP核糖化等修饰作用的过程[102]。组蛋白修饰会影响染色质分子、染色质修饰酶、转录因子和转录抑制因子读取，从而有助于乙酰化可以激活和抑制染色质之间的转化[16-17]。核小体中核心组蛋修饰在基因调控中具有重要作用，并证明了核心组蛋白的存在[18]。节各种细胞过程中起着重要的作用，体内蛋白质的乙酰化水平的动乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶来控制的[19]。组蛋白乙酰化酶和去点不同影响常见的染色质区域的特异性[22]，酶催化的核心组蛋白的了丰富的表观遗传信息来源，这既可通过修饰启动子近端核小体来

组蛋白,位点

图 1-3 组蛋白转录后修饰位点[96]Fig. 1-3 Sites of post-translational modifications on the histone tails[96]用几年中，大量的体内和体外研究表明，组蛋白基因在S期的转DNA序列及其同源转录因子来调控的[67]。ACGTCA六聚体核白基因TATA-box上游，是小麦组蛋白H3基因高效转录所必需N端具有广泛的序列同源性，而H3基因的序列不一致[63]，玉米紧密联系[60]。组蛋白H3基因中内含子在大豆、大麦和小麦这些内含子可能在基因家族的进化过程中丢失了[64]。根不同部US基因表达水平与根细胞分裂活性密切相关[61]，在植物H3和通过与HBP-1的结合来实现的[65]。这些研究证实了组蛋白mRN后机制的调控，这些机制是动态的，可以在单个S期内快速和

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