玉米ZmHAK1与ZmCIPK23蛋白相互作用研究

发布时间：2020-06-25 15:02

【摘要】：玉米ZmHAK1蛋白是玉米体内的高亲和钾转运体蛋白,在低钾胁迫条件下,能提高玉米植株对K~+的吸收利用能力。为探究ZmHAK1基因及其表达蛋白发挥此功能时的表达调控机制,本文研究了ZmHAK1与ZmCIPK23蛋白之间的相互作用关系,以逐步揭示ZmHAK1基因促进玉米植株在低钾胁迫下吸收钾离子的分子作用机理,为培育耐低钾胁迫玉米品种,减少钾肥施用,减少生产成本,保护生态环境打下坚实基础。本研究利用Gateway连接技术构建ZmCIPK23蛋白的亚细胞定位载体,将融合蛋白载体转入烟草,利用荧光显微镜与激光共聚焦显微镜对转化烟草叶片进行观察,结果显示ZmCIPK23荧光信号位于细胞质膜上。本研究利用Gateway连接技术分别构建ZmHAK1和ZmCIPK23蛋白的酵母双杂交表达载体与双分子荧光互补表达载体,分别利用酵母双杂交系统与双分子荧光互补技术对ZmHAK1与ZmCIPK23蛋白进行相互作用研究。酵母双杂交实验中,四缺素固体培养基上未观察到菌落生长,该结果表明两者未发生相互作用;双分子荧光互补实验中,在荧光显微镜下对侵染烟草叶片进行观察,转入空白载体的空白对照无荧光现象,而共转入含目的基因的表达载体的实验组于细胞质膜上有强烈的荧光信号,表明ZmHAK1与ZmCIPK23蛋白之间存在相互作用关系。将ZmCIPK23基因的RNA干扰载体pRNAi-ZmCIPK23转入玉米自交系中,通过Basta喷施和基因组DNA PCR检测,筛选获得转入RNA干扰载体pRNAi-ZmCIPK23的玉米阳性苗。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S513
【图文】：

cDNA序列,基因结构,文献综述

第 1 章文献综述第 1 章文献综述1.1 ZmHAK1 基因与蛋白1.1.1 ZmHAK1 基因与蛋白结构通过基因定位确认，ZmHAK1 位于玉米基因组 2 号染色体上，它的 cDNA序列长度达 2401bp，其开放阅读框长度达 2346bp，其编码蛋白质中包含 771 个氨基酸，玉米 ZmHAK1 的基因结构中存在 8 个外显子区域（图 1.1）[1]。

示意图,结构域,家族,示意图

较强的耐低钾胁迫能力，可以积极响应低钾胁迫。1.2 CIPK 基因与蛋白1.2.1 CIPK 基因与蛋白结构类钙调磷酸酶 B 互作蛋白激酶（CIPK）是能够与类钙调神经磷酸酶 B 亚基（CBL）蛋白特异性结合的丝氨酸/苏氨酸植物蛋白激酶[14]。CIPK 蛋白 C-端调节区的氨基酸产生变异，相对独特，而其 N-端激酶催化区较为保守[15,16]。CIPK 蛋白结构中存在 NAF/FISL 区域和磷酸酶结合区域[17,18]。在 CIPK 蛋白 C-端调节区中有一个能够和 2C 型磷酸酶发生相互作用的保守结构域，该结构域含有 37 个氨基酸[19]。CIPK 蛋白结构中的 NAF 功能域含有 25 个氨基酸[20]，该功能域是 CIPK 蛋白特有的，CBL 于 CIPK 的 NAF 结构域处与 CIPK 进行结合[21]。CIPK 家族蛋白的结构域示意图见图 1.2[22]。

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