植物LHOG基因的起源、进化及水稻OsLHOG基因功能的初步研究

发布时间：2021-03-06 22:41

　　陆生植物的起源和演化对整个陆地生态系统的构建具有至关重要的作用,已有报道表明陆生植物是从轮藻进化而来,并且一些与陆地生态适应性相关的基因已在轮藻中起源。植物LHOG基因编码一个具有未知功能DUF4091结构域的蛋白质,该基因在陆生植物中广泛存在。然而,目前尚没有对植物LHOG基因起源和进化模式的报道,也没有对其功能的研究。为阐明植物LHOG基因的起源和进化模式,并初步解析其在植物生长发育过程中的作用,本文采用生物信息学和分子生物学相结合的方法,对植物LHOG基因的起源和进化模式进行了分析,并基于水稻OsLHOG基因的表达模式分析、突变体和过表达转基因材料的表型分析,初步研究了植物LHOG基因的功能。主要研究结果如下:（1）植物LHOG基因的典型特征是编码的蛋白质序列的C-末端具有保守性的DUF4091结构域,该基因在绿藻纲中不具有同源基因,但在轮藻纲的Klebsormidiumnitens基因组中具有同源基因。基于对代表性植物物种的序列分析发现,绝大部分植物基因组中有且仅有一个LHOG同源基因,并且编码的蛋白质序列具有很高的序列相似性。（2）序列相似性分析发现链形植物（含陆生植物和轮藻... 

【文章来源】：扬州大学江苏省

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２植物ＺＭＸ；基因的系统进化树??Ｆｉｇ．２?Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ＬＨＯＧ?ｇｅｎｅｓ?ｉｎ?ｐｌａｎｔｓ??

幼叶和幼根的总ＲＮＡ，利用ｑＲＴ－ＰＣＲ方法检测了水稻ａｓＺ／／ＯＧ基因在７个组织器??官中的表达模式。结果表明，ＯｓＺ／ｆＯＧ基因在叶鞘中的表达量最髙，在根和幼叶中的表达??量较低。此外，我们还发现ａｓＬＭＸ？基因在幼根中表达量非常低（图５）。??为进一步探宄Ｑ４ＭＸ７基因对不同非生物胁迫的响应，本文检测了该基因在５种非??生物胁迫处理下的表达模式，分别是高温（４２°Ｃ）、低温（４°Ｃ）、干旱（ＰＥＧ）、盐??（Ｎａｃｌ）处理和过氧化氢（Ｈ２Ｏ２）处理。结果表明，基因对高温、低温、干旱、??盐和过氧化氢处理均有不同程度的响应（图６）。在低温和过氧化氢处理下，该基因均呈??现显著的下调表达模式。在千旱处理下，ＯｓＺ／ＺＯＧ基因先下调表达，并且在１２ｈ时达到最??小值，１２ｈ后开始上调表达；而在盐处理下，ＱｓＺｉ／ＯＧ基因先上调表达，而后开始下调表??达。由于植物激素在调控植物分子信号网络中具有关键的作用，本文进一步分析了??ＯｓＺｉ／ＯＧ基因对ＡＢＡ的响应。结果表明ＡＢＡ处理下

的亚细胞定位，我们将ｐＣＡＭ－ＯｓＬＨＯＧ－ＧＦＰ融合蛋白，通过农杆菌介导法侵染烟草叶片，??利用激光共聚焦显微镜观察该蛋白在烟草叶片表皮细胞中的瞬时表达情况。结果显示，??ｐＣＡＭ－ＯｓＬＨＯＧ－ＧＦＰ融合蛋白在多个亚细胞结构中均有表达（图８），说明该蛋白很可能??定位于某个特定的细胞器中。该结果将进一步通过多个细胞器ｍａｒｋｅｒ进行共定位确定。??■■■??图８?ＯｓＬＨＯＧ蛋白的亚细胞定位分析??Ｆｉｇ．?８?Ｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＯｓＬＨＯＧ?ｐｒｏｔｅｉｎ．??（Ａ－Ｄ）?ＧＦＰ蛋白在烟草叶表皮细胞中的定位；（Ａ）?ＧＦＰ荧光；（Ｂ）叶绿体自发突光；（Ｃ）白场??下细胞形态；（Ｄ）合并图。（Ｅ－Ｈ）?ｐＣＡＭ－ＯｓＬＨＯＧ－ＧＦＰ融合蛋白在烟草叶表皮细胞中的定位；??（Ｅ）?ｐＣＡＭ－ＯｓＬＨＯＧ－ＧＦＰ蛋白荧光；（Ｆ）叶绿体自发荧光；（Ｇ）白场下细胞形态；（Ｈ）合并??图；比例尺为５０ｊｉｍ。??（Ａ－Ｄ）?Ｔｈｅ?ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＧＦＰ?ｐｒｏｔｅｉｎ?ｉｎ?ｔｏｂａｃｃｏ?ｌｅａｆ?ｅｐｉｄｅｒｍａｌ?ｃｅｌｌｓ；?（Ａ）?ＧＦＰ?ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ；?（Ｂ）?ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ??ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ?ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ；?（Ｃ）?ｃｅｌｌ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｕｎｄｅｒ?ｗｈｉｔｅ?ｆｉｅｌｄ；?（Ｄ）?ｍｅｒｇｅｒ?ｍａｐ．?（Ｅ－Ｈ）?ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ?ｏｆ??ｐＣＡＭ－ＯｓＬＨＯＧ－ＧＦＰ?ｆｕｓｉｏｎ?ｐｒｏｔｅｉｎ?

【参考文献】：
期刊论文
[1]真核生物水平基因转移研究进展[J]. 胡敏,毛理凯.  安徽农业科学. 2011(16)
[2]陆生植物的起源和维管植物的早期演化[J]. 郝守刚,王德明,王祺.  北京大学学报(自然科学版). 2002(02)



本文编号：3067949