蒺藜苜蓿节间缩短控制基因COSTIN的克隆及功能研究
发布时间：2020-11-14 13:03
株高是决定作物株型形态建成的重要农艺性状之一,与作物的抗倒伏性和生物产量密切相关,但目前关于苜蓿等豆科牧草株高性状形成的分子调控机制尚不清楚。通过定向筛选豆科模式植物蒺藜苜蓿Tnt1逆转座子插入突变体库,分离鉴定了一个蒺藜苜蓿矮化突变体compact stalk internodes(costin),并对突变体矮化表型产生的分子机制进行了初步探索,本研究旨在为苜蓿株高性状遗传改良提供新的研究思路和研究材料。主要实验结果如下:1.筛选蒺藜苜蓿Tnt1逆转座子插入突变体库,获得一个植株矮化的突变体NF15084,该突变体下部节间明显缩短,因此将其命名为compact stalk internodes(costin)。通过对节间距测量发现,costin节间缩短是由于突变体基部第二片复叶和第三片复叶之间的距离明显短于野生型造成的。2.通过基因型与表型连锁分析克隆COSTIN基因,COSTIN基因编码一个钙离子交换蛋白,其氨基酸序列与拟南芥的CALCIUM EXCHANGER 7(CAX7)基因编码的蛋白序列同源性最高,氨基酸序列一致性为50%。通过qRT-PCR检测COSTIN基因在各个组织的表达情况,发现其在茎、单叶和果荚中表达较高。3.突变体costin的矮化表型是由于下部茎节伸长受到抑制,进一步通过qRT-PCR检测发现该突变体中赤霉素合成途径关键基因MtCPS、MtKAO1、MtGA20ox4、MtGA20ox7和MtGA3ox1表达量明显降低。此外,通过施加外源赤霉素GA_3可以恢复costin突变体的矮化表型。上述结果表明COSTIN基因通过影响植物激素赤霉素的生物合成来调控蒺藜苜蓿的茎节伸长。
【学位单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：Q943.2
【部分图文】：
蒺藜苜蓿节间缩短控制基因 COSTIN 的克隆及功能研究杉烯在内根-贝壳杉烯氧化酶（ent-Kaurene oxidase，KO）和内根-贝壳杉ent-kaurenoicacid oxidase，KAO）的催化下生成 GA12-醛；最后一个阶中进行，GA12-醛在 GA20 氧化酶 (GA20-oxidase ， GA20ox)、GA3 氧3-oxidase，GA3ox）和 GA2 氧化酶（GA2-oxidase，GA2ox）的作用转的 GA。GA12是高等植物的共同前体，处在整个赤霉素合成的关键位三条途径合成其它类型的 GA。第一条早期是 3-β羟化途径（GA14→→GA4→GA34），主要是在 GA20 氧化酶（GA20ox）的参与下完成的；-β羟基化途径（GA53→GA44→GA19→GA20→GA1→GA8），是在 GA3 3ox）的作用下完成的；第三条是非 3,13 羟基化途径（GA12→GA15→GA244→GA34），是在双加氧酶 GA2 氧化酶（GA2ox）的催化下完成的[32]。
是具有调节功能的结构域。中部有一个核定位信号结构域（nuclear localal）和亮氨酸重复序列 LHR（Leu heptad repeat）等结构域，LHR 重复序列白质互作的结构域。C 端有类似 SH2 和 SHW 的结构域，使 DELLA 蛋白具用[33, 34]。图 1.2 DELLA 蛋白结构示意图[27]Fig 1.2 The structure schematic diagram of DELLAPeng 等研究表明 DELLA 蛋白对植物的生长发育明显的抑制作用。当 DEL受 GA 信号后，解除了 DELLA 蛋白的抑制作用，植株可以正常的生长发
第一章 综 述1.4.2 赤霉素信号的转导目前，在拟南芥中克隆到参与 GA 信号的传递关键原件 GAI（GIBBERELLICACID INSENSITIVE）和 RGA（REPRESSOR of GA) 蛋白，与玉米的 d8（dwarf 8）、小麦的 RHt1（RHDUCED-HEIGHT1）、水稻的 SLR1（SLENDER RICE 1）具有高度的同源性，因其 N 端含有保守结构域 DELLA，故被称之为 DELLA 蛋白[27, 28]。DELLA蛋白 N 端还有两个保守的结构域，分别是 DELLA 结构域和 TVHYNP 结构域，是响应 GA 信号的功能结构域；多聚 Ser/Thr（多聚 S/T）中含有可以被磷酸化或糖基化的位点，是具有调节功能的结构域。中部有一个核定位信号结构域（nuclear localizationsignal）和亮氨酸重复序列 LHR（Leu heptad repeat）等结构域，LHR 重复序列为其他蛋白质互作的结构域。C 端有类似 SH2 和 SHW 的结构域，使 DELLA 蛋白具有阻遏作用[33, 34]。
【参考文献】
本文编号：2883502
【学位单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：Q943.2
【部分图文】：
蒺藜苜蓿节间缩短控制基因 COSTIN 的克隆及功能研究杉烯在内根-贝壳杉烯氧化酶（ent-Kaurene oxidase，KO）和内根-贝壳杉ent-kaurenoicacid oxidase，KAO）的催化下生成 GA12-醛；最后一个阶中进行，GA12-醛在 GA20 氧化酶 (GA20-oxidase ， GA20ox)、GA3 氧3-oxidase，GA3ox）和 GA2 氧化酶（GA2-oxidase，GA2ox）的作用转的 GA。GA12是高等植物的共同前体，处在整个赤霉素合成的关键位三条途径合成其它类型的 GA。第一条早期是 3-β羟化途径（GA14→→GA4→GA34），主要是在 GA20 氧化酶（GA20ox）的参与下完成的；-β羟基化途径（GA53→GA44→GA19→GA20→GA1→GA8），是在 GA3 3ox）的作用下完成的；第三条是非 3,13 羟基化途径（GA12→GA15→GA244→GA34），是在双加氧酶 GA2 氧化酶（GA2ox）的催化下完成的[32]。
是具有调节功能的结构域。中部有一个核定位信号结构域（nuclear localal）和亮氨酸重复序列 LHR（Leu heptad repeat）等结构域，LHR 重复序列白质互作的结构域。C 端有类似 SH2 和 SHW 的结构域，使 DELLA 蛋白具用[33, 34]。图 1.2 DELLA 蛋白结构示意图[27]Fig 1.2 The structure schematic diagram of DELLAPeng 等研究表明 DELLA 蛋白对植物的生长发育明显的抑制作用。当 DEL受 GA 信号后，解除了 DELLA 蛋白的抑制作用，植株可以正常的生长发
第一章 综 述1.4.2 赤霉素信号的转导目前，在拟南芥中克隆到参与 GA 信号的传递关键原件 GAI（GIBBERELLICACID INSENSITIVE）和 RGA（REPRESSOR of GA) 蛋白，与玉米的 d8（dwarf 8）、小麦的 RHt1（RHDUCED-HEIGHT1）、水稻的 SLR1（SLENDER RICE 1）具有高度的同源性，因其 N 端含有保守结构域 DELLA，故被称之为 DELLA 蛋白[27, 28]。DELLA蛋白 N 端还有两个保守的结构域，分别是 DELLA 结构域和 TVHYNP 结构域，是响应 GA 信号的功能结构域；多聚 Ser/Thr（多聚 S/T）中含有可以被磷酸化或糖基化的位点，是具有调节功能的结构域。中部有一个核定位信号结构域（nuclear localizationsignal）和亮氨酸重复序列 LHR（Leu heptad repeat）等结构域，LHR 重复序列为其他蛋白质互作的结构域。C 端有类似 SH2 和 SHW 的结构域，使 DELLA 蛋白具有阻遏作用[33, 34]。
【参考文献】
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本文编号：2883502
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