玉米烯醇化酶基因ZmENO1和ZmENO2的进化及功能初步研究

发布时间：2025-01-11 04:27

　　玉米(Zea mays)是世界上重要的粮食作物。玉米花粉的发育是否正常直接影响受精作用的进行和玉米产量。ZmSTK是玉米花粉中特异性表达的胞质类受体蛋白激酶基因,在花粉发育过程中起关键作用。本课题组已经证明ZmSTK与ZmENO互作,当ZmSTK功能缺失时导致烯醇化酶活力下降,进而影响玉米花粉发育。ZmENO1和ZmENO2是玉米烯醇化酶,由于烯醇化酶是糖酵解途径中的关键酶,其失活影响了玉米的发育,说明烯醇化酶参与了玉米花粉发育的调控。因此,为了进一步阐明ZmSTK-烯醇化酶调控玉米花粉发育的机制,本研究对烯醇化酶在不同物种中的进化、表达、蛋白定位进行了分析。通过基因编辑技术构建了ZmENOs基因敲除玉米,并对基因敲除植株的表型进行了初步观察。(1)通过构建系统进化树预测烯醇化酶进化的保守型以及各物种烯醇化酶进化关系。其次,对烯醇化酶的蛋白质二级结构进行预测,结果发现二级结构十分相似,三级结构略有差异,但大体上相近。此外,通过对各物种烯醇化酶的内含子进行统计比较分析发现,不论是在内含子的数量还是位点方面差距都很小,暗示着他们密切的进化关系。烯醇化酶激酶特异性磷酸化位点分析结果显示,激酶域...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1.烯醇化酶氨基酸序列的进化分析

为探究烯醇化酶基因进化关系,用MEGA软件,采用邻接法(Neighbor-Joining),将玉米、高粱、拟南芥、小麦、水稻、烟草、花生、菜豆、棉花、苦瓜、南瓜、向日葵、枣、橙子、青蒿、莴苣、豚草、辣椒、苔藓、衣藻、卷柏、南洋杉、桑树、蚕、蚊子、果蝇、非洲爪蟾、热带爪蟾、鸡、马、....

图2-2.烯醇化酶三级结构图

蛋白质的二级结构主要包括β-折叠、α-螺旋、延伸链和无规则卷曲,是氨基酸残基间通过氢键、范德华力等作用发生折叠缠绕形成的高级结构。有些物种有多个烯醇化酶氨基酸序列,并且这些序列高度相似,这里每一个物种只选用一个烯醇化酶氨基酸序列,用SOPMA软件在线分析42个物种烯醇化酶蛋白的二....

图2-3.烯醇化酶磷酸化位点分析

蛋白质的磷酸化修饰在生物体内是一种重要的共价修饰。哺乳动物细胞中,大约有1/3的蛋白质会进行磷酸化修饰。在脊椎动物庞大的基因组中,参与去磷酸化和磷酸化过程的蛋白激酶和磷酸(酯)酶是其中5%的基因编码产生的蛋白质。真核细胞主要在苏氨酸(Thr)、酪氨酸(Tyr)和丝氨酸(Ser)残....

图2-4.烯醇化酶内含子分析

内含子是断裂基因的非编码序列,可以被转录,但是会在mRNA加工过程中被剪切掉,成熟mRNA上没有内含子编码序列。在真核生物中,大部分基因会被一个或多个内含子中断,内含子可能含有“旧码”,这就是在进化过程中丧失功能的部分。可能是基因结构保守进化的关键事件。因为内含子对翻译产物的结构....

本文编号：4025942