受脱落酸或光调节的拟南芥F-box基因筛选研究
发布时间：2020-09-09 14:21
F-box蛋白是E3泛素连接酶复合体SCF复合物的一部分。脱落酸(Abscisic acid,ABA)是一种重要的植物激素。脱落酸在种子休眠的建立、种子萌发、根发育、非生物胁迫反应以及诱导气孔关闭等生命过程中发挥作用。光是植物最重要的环境信号之一。为了适应环境变化,植物已经发展出多种光感受器系统,包括光敏色素、隐花色素和向光素。为了加深对F-box基因的认识,挖掘受脱落酸或光调节的拟南芥F-box基因,本研究进行了以下分析及实验验证:1.通过生物信息学方法分析GEO基因芯片,我们筛选到38个受ABA调节的拟南芥F-box基因,14个受蓝光调节的拟南芥F-box基因,19个受红光调节的拟南芥F-box基因。其中,At1g15670、At2g18280和At2g24540基因在受蓝光调控和受ABA调控的拟南芥F-box基因中都被筛选到。At1g15670、At1g61340、At2g36090和At5g02990基因在受红光调控和受ABA调控的拟南芥F-box基因中都被筛选到。2.通过启动子分析,发现受ABA调节的38个候选基因的作用元件主要与ABA、干旱和胁迫相关。且受ABA调节和受光调节的候选基因都存在与光相关的作用元件。3.选择表达量改变倍数最大的基因,进行定量PCR实验。筛选出6个受ABA调节的拟南芥F-box基因,4个受蓝光调节的拟南芥F-box基因,2个受红光调节的拟南芥F-box基因。对这些基因进行实时定量PCR分析,结果与基因芯片结果大体一致。4.本研究分析了候选基因的表达谱。结果显示,受ABA调节的候选拟南芥F-box基因中,部分基因在保卫细胞、种皮、花粉和衰老叶片中呈现高表达。大部分基因在ABA处理、经历胁迫和种子吸水过程中表达量改变显著。此外,受蓝光调控的14个候选F-box基因和受红光调控的19个候选F-box基因的表达谱显示,这些基因在植物发展的10个阶段中均有不同程度的表达。以上研究加深了对F-box基因的认识。为探索F-box基因在植物受脱落酸或光调节过程中发挥的作用,提供了新的研究思路。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：Q943.2
【部分图文】：
受脱落酸或光调节的拟南芥 F-box 基因筛选研究即新黄质合成酶（NSY）和异构酶，9-顺-紫黄质和 9-顺-新黄质两个顺式异构体在9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）的催化下，裂解为 C15 化合物，如黄质醛（Xanthoxin，XAN）[11-14]。此步骤为 ABA 合成的限速步骤，9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）为限速酶。然后，黄质醛从叶绿体释放到细胞质中，经短链脱氢酶（ABA2）催化生成 ABA 醛。ABA 醛被 ABA 醛氧化酶（AAO3）氧化成ABA。AAO3 的活化需要钼辅因子（MoCo）的参与[15]。下图的右侧对应给出了各个步骤中，各个酶缺失的缺陷型突变体列表，并按照物种分别列出[16]。
图 1.3 ABA 核心信号转导途径[45]x 蛋白 蛋白广泛存在于真核生物中，且在原核生物中也有发现[46]。F-box 蛋白是细胞周期蛋白 F（Cyclin F），之后陆续发现了更在酵母、线虫、果蝇和哺乳动物中，都发现了大量具有 F-bo[48]。在拟南芥中更是发现了近 700 个 F-box 基因，水稻中 F-有近 700 个。因此，F-box 家族是植物的超大家族之一，许多 F-box 蛋白的参与，包括光信号传导、激素的调控、花器官的的作用之广主要由于它参与的泛素蛋白酶体途径。泛素蛋白过程中发挥调节作用，包括信号转导、细胞循环、免疫反应程序化死亡等过程[50]。ox 蛋白与泛素蛋白酶体途径
At5g52880 1 6注：ABA，drought，stress，Meristem 和 light 代表响应该因子的顺式元件数。2.2.3 用定量 PCR 鉴定部分候选 F-box 基因实时荧光定量PCR可用于鉴定基因RNA水平的表达。从筛选到的38个候选基因中，选择表达量改变倍数变化最大的6个F-box基因。在筛选这6个基因时，我们首选筛选出6组芯片中改变倍数大于2的所有F-box基因，并在所有符合标准的基因中，选择至少在一组芯片中改变倍数大于5，且在至少两组芯片中表现一致的基因。这6个基因分别是At1g26930，At1g80110，At2g18910，At3g23880，At4g14090和At5g04010。其中，At1g26930在4组芯片的4组实验（芯片GSE19520涉及到关于叶片和保卫细胞的两组实验）中，表现出经ABA处理后表达量上升的表型；而At1g80110在5组芯片的6组实验中，均表现出表达量上升的表型；At2g18910在3组芯片的4组实验中表现出表达量下降表型；At3g23880在2组芯片的3组实验中表现出下降表型；At4g14090在4组芯片的4组实验中表现出表达量上升表型；At5g04010在2组芯片的2组实验中表现出表达量上升表型。
本文编号：2815083
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：Q943.2
【部分图文】：
受脱落酸或光调节的拟南芥 F-box 基因筛选研究即新黄质合成酶（NSY）和异构酶，9-顺-紫黄质和 9-顺-新黄质两个顺式异构体在9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）的催化下，裂解为 C15 化合物，如黄质醛（Xanthoxin，XAN）[11-14]。此步骤为 ABA 合成的限速步骤，9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）为限速酶。然后，黄质醛从叶绿体释放到细胞质中，经短链脱氢酶（ABA2）催化生成 ABA 醛。ABA 醛被 ABA 醛氧化酶（AAO3）氧化成ABA。AAO3 的活化需要钼辅因子（MoCo）的参与[15]。下图的右侧对应给出了各个步骤中，各个酶缺失的缺陷型突变体列表，并按照物种分别列出[16]。
图 1.3 ABA 核心信号转导途径[45]x 蛋白 蛋白广泛存在于真核生物中，且在原核生物中也有发现[46]。F-box 蛋白是细胞周期蛋白 F（Cyclin F），之后陆续发现了更在酵母、线虫、果蝇和哺乳动物中，都发现了大量具有 F-bo[48]。在拟南芥中更是发现了近 700 个 F-box 基因，水稻中 F-有近 700 个。因此，F-box 家族是植物的超大家族之一，许多 F-box 蛋白的参与，包括光信号传导、激素的调控、花器官的的作用之广主要由于它参与的泛素蛋白酶体途径。泛素蛋白过程中发挥调节作用，包括信号转导、细胞循环、免疫反应程序化死亡等过程[50]。ox 蛋白与泛素蛋白酶体途径
At5g52880 1 6注：ABA，drought，stress，Meristem 和 light 代表响应该因子的顺式元件数。2.2.3 用定量 PCR 鉴定部分候选 F-box 基因实时荧光定量PCR可用于鉴定基因RNA水平的表达。从筛选到的38个候选基因中，选择表达量改变倍数变化最大的6个F-box基因。在筛选这6个基因时，我们首选筛选出6组芯片中改变倍数大于2的所有F-box基因，并在所有符合标准的基因中，选择至少在一组芯片中改变倍数大于5，且在至少两组芯片中表现一致的基因。这6个基因分别是At1g26930，At1g80110，At2g18910，At3g23880，At4g14090和At5g04010。其中，At1g26930在4组芯片的4组实验（芯片GSE19520涉及到关于叶片和保卫细胞的两组实验）中，表现出经ABA处理后表达量上升的表型；而At1g80110在5组芯片的6组实验中，均表现出表达量上升的表型；At2g18910在3组芯片的4组实验中表现出表达量下降表型；At3g23880在2组芯片的3组实验中表现出下降表型；At4g14090在4组芯片的4组实验中表现出表达量上升表型；At5g04010在2组芯片的2组实验中表现出表达量上升表型。
【参考文献】
相关期刊论文 前5条
1 李丽;刘德荣;李新梅;赵小英;刘选明;;受赤霉素调节的拟南芥F-box基因筛选分析[J];生物信息学;2015年03期
2 吴丹;唐冬英;李新梅;李丽;赵小英;刘选明;;F-box蛋白在植物生长发育中的功能研究进展[J];生命科学研究;2015年04期
3 李莉;李懿星;夏凯;宋书锋;周在为;;植物F-Box蛋白及其生物学功能研究[J];安徽农业科学;2010年35期
4 阴常欣;马文丽;郑文岭;;GEO—基因表达综合数据库的应用与数据挖掘[J];医学分子生物学杂志;2009年02期
5 赵小英,秦玉芝,刘选明,唐冬英;植物蓝光反应突变体分子生物学研究[J];植物学通报;2005年01期
本文编号：2815083
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