拟南芥生长素糖基转移酶基因UGT74D1的鉴定及功能研究

发布时间：2021-11-10 20:01

　　生长素作为植物的一种重要内源激素,参与调控植物生长发育的诸多过程,如根、茎、叶的发育、维管束组织的形成和分化、植物的向地和向光反应、器官的衰老等。植物体内生长素含量的动态平衡与植物的生长发育、环境应答等有密切的关系。长期以来,虽然对生长素在遗传学、生物化学以及生理学等方面进行了大量研究,但对生长素糖基化修饰及其生理学意义的认识仍然有限。生长素的糖基化修饰主要发生在吲哚环侧链的羧基上,并且主要是添加葡萄糖。目前,糖基化修饰被认为是调控植物活性激素在不同组织细胞中动态平衡的重要机制之一,是对生长素进行精细调控的重要手段,这种调控与植物的生理状态、发育阶段、环境条件、生物和非生物胁迫等因素密切相关,对植物维持的正常生长发育起重要作用。糖基转移酶是专门负责催化分子的糖基化修饰反应的酶类,它将活性糖基从供体（通常是尿嘧啶核苷二磷酸-葡萄糖UDP-glucose）转移到激素、次级代谢物、病原菌侵染物以及植物内外源毒性物质等一系列植物小分子化合物受体上。被糖基化修饰后的植物小分子往往会改变它们的生物活性、水溶性、稳定性、在细胞内和整体植株中的运输特性、亚细胞定位以及与受体的相互识别与结合特性。另外还... 

【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】：162 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 文献综述
    1 植物生长素的研究进展
        1.1 植物激素的概念及其发现
        1.2 生长素的特点
        1.3 生长素的存在形式
        1.4 生长素在植物体内的分布与运输
        1.5 生长素的生理效应
        1.6 生长素的代谢
        1.7 生长素的作用机理
    2 植物小分子的糖基化修饰与糖基转移酶
        2.1 植物糖基转移酶的分类
        2.2 小分子糖基转移酶的生物学功能
        2.3 植物糖基转移酶的应用
        2.4 小结
    3 研究的目的及立题意义
        3.1 研究内容
        3.2 研究的目的及立题意义
第二章 生长素糖基转移酶UGT74D1的鉴定及其生化特征
    1 前言
    2 实验材料
        2.1 载体与菌株
        2.2 主要试剂
        2.3 主要培养基
        2.4 主要溶液配方
    3 实验方法
        3.1 植物RNA的提取
        3.2 RNA的反转录
        3.3 PCR扩增
        3.4 琼脂糖凝胶电泳
        3.5 克隆基因片断的纯化回收(天根试剂盒)
        3.6 克隆基因的连接
        3.7 大肠杆菌感受态细胞的制备和质粒转化
        3.8 原核表达载体构建
        3.9 GST融合蛋白的表达纯化
        3.10 酶促反应条件
        3.11 HPLC以及LC-MS分析条件
        3.12 标准曲线的制作
    4 结果与分析
        4.1 酶活性筛选
        4.2 克隆载体的构建
        4.3 原核表达载体构建
        4.4 酶蛋白的原核表达与纯化
        4.5 UGT74D1对不同生长素相对转化率的比较
        4.6 UGT74D1催化形成的生长素糖酯的质谱检测
        4.7 影响酶活性的因素分析
        4.8 动力学常数
    5 讨论
        5.1 生长素糖基转移酶UGT74D1的酶活性
        5.2 生长素糖基转移酶UGT74D1的酶学性质
        5.3 本研究的意义
第三章 生长素糖基转移酶基因UGT74D1的遗传学分析
    1 前言
    2 实验材料
        2.1 植物材料
        2.2 菌种和载体
        2.3 实验试剂与仪器
    3 实验方法
        3.1 植物材料种植
        3.2 拟南芥T-DNA插入突变纯合体ugt74d1,ugt74e2鉴定
        3.3 植物RNA的提取
        3.4 RNA的反转录
        3.5 PCR扩增
        3.6 克隆基因片断的纯化回收(天根试剂盒)
        3.7 克隆基因的连接
        3.8 大肠杆菌感受态细胞的制备和质粒转化
        3.9 农杆菌感受态细胞的制备和质粒转化
        3.10 拟南芥过表达转基因植株的获得与筛选
        3.11 植物总蛋白的提取
        3.12 表型分析实验
        3.13 突变体和过表达体的根抑制实验
        3.14 拟南芥的杂交
        3.15 生长素代谢物含量分析
        3.16 生长素糖酯的提取和分析
        3.17 GUS染色分析
        3.18 基因枪转化洋葱表皮细胞
    4 结果与分析
        4.1 拟南芥UGT74D1基因的表达特异性研究
        4.2 拟南芥UGT74D1糖基转移酶蛋白的亚细胞定位
        4.3 突变体纯合体的筛选,双突变纯合体的构建
        4.4 拟南芥UGT74D1过表达株系的获得及纯合体筛选
        4.5 双突变体和过表达体中生长素糖基转移酶活性比较
        4.6 双突变体和过表达体中生长素糖酯的含量
        4.7 拟南芥UGT74D1过表达纯合体株系及突变体的表型和生理分析
        4.8 UGT74D1的表达对于生长素信号响应的影响
        4.9 突变体和过表达体生长素代谢相关基因的表达分析
        4.10 突变体和过表达体卷叶及叶柄角度有关的基因表达变化
        4.11 内源生长素代谢物含量分析
    5 讨论
        5.1 来自植物体内的UGT74D1对生长素的糖基化修饰活性
        5.2 UGT74D1在植物体内调节生长素的代谢平衡
        5.3 UGT74D1基因对生长发育的影响
        5.4 UGT74D1的亚细胞定位
        5.5 本研究的意义
总结及本论文的创新点
参考文献
致谢
在学期间发表论文与专利
研究生在读期间参与科研项目情况
附表


【参考文献】：
期刊论文
[1]生长素合成途径的研究进展[J]. 王家利,刘冬成,郭小丽,张爱民.  植物学报. 2012(03)



本文编号：3487861