玉米甲硫氨酸亚砜还原酶基因ZmMSRA2和-A5.1的抗逆功能研究
发布时间：2021-04-01 10:47
高盐度和干旱可以诱导植物体产生过量的活性氧（ROS）,导致对DNA、蛋白质和脂类等生物大分子的氧化损伤。而蛋白质中的含硫氨基酸甲硫氨酸（Met）很容易被ROS氧化,形成S型甲硫氨酸亚砜（Met-S-SO）和R型甲硫氨酸亚砜（Met-R-SO）。机体内的甲硫氨酸亚砜还原酶（methionine sulfoxide reductase,MSR）可以还原氧化型的甲硫氨酸。虽然已有研究表明生物中的MSR可以响应多种逆境反应,但对于玉米中的MSR的作用缺少实验证据,本论文主要对ZmMSRA2和-A5.1的抗逆功能及作用机制进行了初步探究。1 ZmSRA2的功能及作用机制生物信息学分析显示,ZmMSRA2编码蛋白包含一个高度保守的C端的PMSR结构域,亚细胞定位结果显示ZmMSRA2定位在细胞质,酶活测定结果显示过表达系的MSR酶活与野生型相比显著提高。前期qPCR分析发现NaCl、PEG处理后,ZmMSRA2表达上调;在NaCl、Mannitol、H202以及ABA处理下,转基因拟南芥株系的主根长度显著增加,耐逆能力强于对照。在渗透胁迫处理下,与野生型相比,过表达系种子萌发较快。测量各株系的抗氧...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
在PEG和NaCI胁迫下ZmMSRA2基因的表达模式分析(Zhueta1.,20I5Figure3-1TheeXpressionpatternanalysisofZmM
３．２?基因和蛋白序列分析??ＺｗＭＳ■兄＾基因的ＣＤＳ为５５５?ｂｐ，由两个外显子和一个内含子构成（图３－２，??Ａ）。ＺｍＭＳＲＡ２蛋白由１８５个氨基酸组成，分子量为２０．５ｋＤａ。蛋白的二级结??构主要由ＰＭＳＲ结构域组成，其位于蛋白序列的第２５－１７５位氨基酸（图３－２，?Ｂ），??ＰＭＳＲ结构域为甲硫氨酸亚砜还原酶Ａ家族特有。??Ａ?ｒ??Ｃｂｐ?１ＣＣＣ＾?ｌｆ３０ｂｐ?３ｃ〇ｂｐ??Ｌｅｇｅｎｄ??■?Ｅｒｏｎ?—?Ｉｃｔｉｎｎ??Ｐｆａｍ??｜ｆ￡?－?ｖ??■＾ＢＰＭＳＲ??图３－２?基因及蛋白二级结构分析。Ａ．外显子／内含子结构分析；黑色框代表外显子，??黑色线代表内含子；Ｂ．蛋白二级结构分析??Ｆｉｇｕｒｅ?３－２?Ｔｈｅ?ｇｅｎｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ?ｄｏｍａｉｎ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ＺｍＭＳＲＡｌ．／Ｋ．Ｔｈｔ?ｅｘｏｎ－ｉｎｔｒｏｎ??ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ＺｍＭＳＲＡ２?ｇｅｎｅｓ．Ｔｈｅ?ｂｌａｃｋ?ｂｏｘｅｓ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ?ｅｘｏｎｓ；ｔｈｅ?ｂｌａｃｋ?ｓｏｌｉｄ?ｌｉｎｅｓ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ??ｉｎｔｒｏｎｓ；Ｂ．ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ?ｄｏｍａｉｎ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆＺｍＭＳＲＡ２．??３．３基因序列同源分析??对拟南芥、水稻、小麦、短柄草、高粱、小米以及玉米ＭＳＲＡ２蛋白序列进??行系统发育树分析（图３－３）。结果显示，ＺｗＭＳ兄４２与幼ＭＳ／Ｌ４２．／的同源性最??闻，局达９２％，暗不—者可能具有类似的功能，与拟南芥的同源性只有５２?％。??５
３．６原核表达??为筛选与ＺｍＭＳＲＡ２蛋白互作的抗逆底物，我们构建了原核表达载体??（含有?Ｈｉｓ?标签，用于?Ｐｕｌｌ－ｄｏｗｎ?实验），转入?￡．ｃｏ／／ＢＬ２１?中，??测序。选择测序正确的阳性菌株分别在不同温度、不同浓度ＩＰＴＧ的条件下进行??诱导。实验结果表明，在１８°Ｃ，?０．５ｍＭＩＰＴＧ条件下，ＺｍＭＳＲＡ２表达的蛋白??随着诱导时间的延长，其积累量逐渐增多，可知此条件下目的蛋白可以被诱导出??来。纯化结果显示，ＺｍＭＳＲＡ２蛋白分子量为２０．５ｋＤａ?（图３－５，箭头所指位置）。??Ａ?Ｍ?Ｏｈ?ｌｈ?３ｈ?５ｈ?Ｂ??ｋＤａ?；：?．?ｋＤａ??１７０－?＾?１７０－?ｗ?ＪＨ??１３０－?，?．．．．?１３０－??ｌｏｏ—?ｉ；＾??
【参考文献】：
期刊论文
[1]绞股蓝黄酮对过氧化氢损伤A549细胞的作用[J]. 王玉荣,杨康,崔伟业,朴香兰. 中国中药杂志. 2018(05)
[2]玉米种植管理技术[J]. 盛瀛. 乡村科技. 2016(23)
[3]气象灾害对农业生产的影响[J]. 倪秀国. 吉林农业. 2016(12)
[4]局部根系盐胁迫对冬小麦生长和光合特征的影响[J]. 杨婷,谢志霞,喻琼,刘小京. 中国生态农业学报. 2014(09)
[5]蛋氨酸硫氧化物还原酶研究进展[J]. 孙辉,韩福生. 国际病理科学与临床杂志. 2009(05)
[6]盐生植物海滨锦葵幼苗盐胁迫下基因差异表达分析[J]. 郭予琦,田曾元,闫道良,张洁,钦佩. 遗传. 2008(07)
[7]盐分胁迫对植物的影响及植物耐盐机理研究进展[J]. 李彦,张英鹏,孙明,高弼模. 中国农学通报. 2008(01)
[8]植物盐胁迫应答的分子机制[J]. 沈义国,陈受宜. 遗传. 2001(04)
本文编号：3113209
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
在PEG和NaCI胁迫下ZmMSRA2基因的表达模式分析(Zhueta1.,20I5Figure3-1TheeXpressionpatternanalysisofZmM
３．２?基因和蛋白序列分析??ＺｗＭＳ■兄＾基因的ＣＤＳ为５５５?ｂｐ，由两个外显子和一个内含子构成（图３－２，??Ａ）。ＺｍＭＳＲＡ２蛋白由１８５个氨基酸组成，分子量为２０．５ｋＤａ。蛋白的二级结??构主要由ＰＭＳＲ结构域组成，其位于蛋白序列的第２５－１７５位氨基酸（图３－２，?Ｂ），??ＰＭＳＲ结构域为甲硫氨酸亚砜还原酶Ａ家族特有。??Ａ?ｒ??Ｃｂｐ?１ＣＣＣ＾?ｌｆ３０ｂｐ?３ｃ〇ｂｐ??Ｌｅｇｅｎｄ??■?Ｅｒｏｎ?—?Ｉｃｔｉｎｎ??Ｐｆａｍ??｜ｆ￡?－?ｖ??■＾ＢＰＭＳＲ??图３－２?基因及蛋白二级结构分析。Ａ．外显子／内含子结构分析；黑色框代表外显子，??黑色线代表内含子；Ｂ．蛋白二级结构分析??Ｆｉｇｕｒｅ?３－２?Ｔｈｅ?ｇｅｎｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ?ｄｏｍａｉｎ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ＺｍＭＳＲＡｌ．／Ｋ．Ｔｈｔ?ｅｘｏｎ－ｉｎｔｒｏｎ??ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ＺｍＭＳＲＡ２?ｇｅｎｅｓ．Ｔｈｅ?ｂｌａｃｋ?ｂｏｘｅｓ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ?ｅｘｏｎｓ；ｔｈｅ?ｂｌａｃｋ?ｓｏｌｉｄ?ｌｉｎｅｓ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ??ｉｎｔｒｏｎｓ；Ｂ．ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ?ｄｏｍａｉｎ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆＺｍＭＳＲＡ２．??３．３基因序列同源分析??对拟南芥、水稻、小麦、短柄草、高粱、小米以及玉米ＭＳＲＡ２蛋白序列进??行系统发育树分析（图３－３）。结果显示，ＺｗＭＳ兄４２与幼ＭＳ／Ｌ４２．／的同源性最??闻，局达９２％，暗不—者可能具有类似的功能，与拟南芥的同源性只有５２?％。??５
３．６原核表达??为筛选与ＺｍＭＳＲＡ２蛋白互作的抗逆底物，我们构建了原核表达载体??（含有?Ｈｉｓ?标签，用于?Ｐｕｌｌ－ｄｏｗｎ?实验），转入?￡．ｃｏ／／ＢＬ２１?中，??测序。选择测序正确的阳性菌株分别在不同温度、不同浓度ＩＰＴＧ的条件下进行??诱导。实验结果表明，在１８°Ｃ，?０．５ｍＭＩＰＴＧ条件下，ＺｍＭＳＲＡ２表达的蛋白??随着诱导时间的延长，其积累量逐渐增多，可知此条件下目的蛋白可以被诱导出??来。纯化结果显示，ＺｍＭＳＲＡ２蛋白分子量为２０．５ｋＤａ?（图３－５，箭头所指位置）。??Ａ?Ｍ?Ｏｈ?ｌｈ?３ｈ?５ｈ?Ｂ??ｋＤａ?；：?．?ｋＤａ??１７０－?＾?１７０－?ｗ?ＪＨ??１３０－?，?．．．．?１３０－??ｌｏｏ—?ｉ；＾??
【参考文献】：
期刊论文
[1]绞股蓝黄酮对过氧化氢损伤A549细胞的作用[J]. 王玉荣,杨康,崔伟业,朴香兰. 中国中药杂志. 2018(05)
[2]玉米种植管理技术[J]. 盛瀛. 乡村科技. 2016(23)
[3]气象灾害对农业生产的影响[J]. 倪秀国. 吉林农业. 2016(12)
[4]局部根系盐胁迫对冬小麦生长和光合特征的影响[J]. 杨婷,谢志霞,喻琼,刘小京. 中国生态农业学报. 2014(09)
[5]蛋氨酸硫氧化物还原酶研究进展[J]. 孙辉,韩福生. 国际病理科学与临床杂志. 2009(05)
[6]盐生植物海滨锦葵幼苗盐胁迫下基因差异表达分析[J]. 郭予琦,田曾元,闫道良,张洁,钦佩. 遗传. 2008(07)
[7]盐分胁迫对植物的影响及植物耐盐机理研究进展[J]. 李彦,张英鹏,孙明,高弼模. 中国农学通报. 2008(01)
[8]植物盐胁迫应答的分子机制[J]. 沈义国,陈受宜. 遗传. 2001(04)
本文编号：3113209
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