木薯CIPK蛋白响应非生物胁迫的功能研究
发布时间：2020-12-03 19:07
木薯是世界上三大薯类之一,广泛种植于热带和亚热带地区,而在我国主要分布于华南地区。木薯是一种能耐受多种非生物胁迫的能源作物,具有很高的经济效益,因此探究木薯抗逆机制具有极其重要的研究意义。CBL是植物体内能识别钙信号的一类钙结合蛋白,CIPK是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,CBL-CIPK信号途径在植物的生长发育和响应非生物胁迫中发挥着关键作用。本研究我们从木薯中克隆CIPK家族基因,对其响应非生物胁迫的模式进行了分析,并对木薯CBL-CIPK信号途径进行研究,主要研究结果如下:1.从木薯的基因组数据库中鉴定出26个MeCIPK基因,并对MeCIPK家族基因进行命名,用聚合酶链式反应（PCR）的方法克隆扩增得到了 MeCIPK家族基因。利用生物信息学技术分析木薯MeCIPK家族蛋白的系统进化树以及分析CIPK家族基因的结构和启动子的顺式作用元件。发现MeCIPK蛋白C端调控域含有保守性的NAF/FISL和PPI结构域,MeCIPK8蛋白与AtCIPK8蛋白、MeCIPK21蛋白与AtCIPK21蛋白,MeCIPK24蛋白与AtCIPK24蛋白相似度较高,推测它们可能具有相似的功能。MeC...
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CBL蛋白结构示愈圈
在根中的作用（Ｑｕａｎｅｔａｌ．，?２００７）。在植物遭受到低钾胁迫时，ＡｔＣＢＬｌ／ＣＩＰＫ２３??或ＡｔＣＢＬ９／ＣＩＰＫ２３蛋白复合体可激活质膜中的Ｋ＋通道蛋白ＡＫＴ１，以提高拟南??芥在低钾离子条件下摄取Ｋ＋的能力（Ｘｕ?ｅｔ?ａｌ．，２００６）。ＡｔＣＢＬ３与ＡｔＣＩＰＫ９相互??作用调节Ｋ＋稳态（Ｌｉｕ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１３）。ＡｔＣＢＵ－ＡｔＣＩＰＫ７蛋白激酶复合物体在植物??耐寒性中具有重要作用（Ｈｕａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１１）。ＡｔＣＢＬ２／３蛋白还可与??ＡｔＣＩＰＫ３／９／２３／２６相互作用，形成一个复杂的调控网络，能够保护植物免受镁离??子的毒害（Ｔａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１５）。ＡｔＣＢＬ９与ＡｔＣＩＰＫ２３形成的激酶蛋白复合体可以??磷酸化高亲和性氮转运蛋白ＣＨＬ１，参与植物对氮素的吸收和运输（Ｈｕ?ｅｔａｌ．，??２００９）。ＡｔＣＢＬ２和ＡｔＣＢＬ３可以调控拟南芥液泡膜上的Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ的活性，维??持体内的离子的平衡（Ｔａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１５）。模式植物拟南芥含有中１０种ＣＢＬ和２５??种ＣＩＰＫ蛋白，它俩之间互相组合形成复杂的ＣＢＬ－ＣＩＰＫ蛋白复合体（图１．２；??张俊文等，２００８）所示，调控下游靶基因的表达，以应对盐害、千旱、低钾、??高ｐＨ、ＡＢＡ等非生物胁迫。根据以上的研究报道表明ＣＢＬ－ＣＩＰＫ信号网络在??植物响应非生物胁迫过程中发挥着至关重要的作用。然而，至今除了模式植物??拟南芥，我们对其他植物的ＣＢＬ－ＣＩＰＫ信号途径的功能研宄知之甚少。??
使用通用植物总ＲＮＡ提取试剂盒提取华南８号木薯ＳＣ８（Ｍ？ｍ７＾以ｃｗ／伙／??Ｃｒａｎｔｚ?ｃｖ．?ＳＣ８）叶片中总ＲＮＡ，用２％琼脂糖凝胶电泳检测１２０?Ｖ，２０?ｍｉｎ，??ＲＮＡ的２８?Ｓ、１８?Ｓ较完整（图３．１?Ａ），表明ＲＮＡ质量较好。按照ＴａＫａＲａ公??司反转录试剂盒上的操作方法将总ＲＮＡ反转录为ｃＤＮＡ，用内参引物??（见附录）进行扩增，ＰＣＲ产物目的带较亮，而且没有非特异扩增带和引物二??聚体的产生（图３．１?Ｂ），说明反转录得到的ｃＤＮＡ质量较好。??１２?Ｍ?３?４??２８Ｓ??Ｋ?ＨＬ，?１?２〇〇〇－??ＨＩ??１００－??Ａ?Ｂ??图３．１木薯叶片ＲＮＡ及反转录ｃＤＮＡ??Ａ：木薯叶片总?ＲＮＡ；?Ｂ：?ｃＤＮＡ?ＰＣＲ扩增检测；Ｍ：ＤＬ２０００?ｍａｋｅｒ；?１－２：叶?ＲＮＡ；?３－４：内??参ｊｃ如ＰＣＲ扩增产物。??Ｆｉｇ?３．１?ｃａｓｓａｖａ?ｌｅａｆ?ｔｏｔａｌ?ＲＮＡ?ａｎｄ?ｒｅｖｅｒｓｅ?ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ?ｃＤＮＡ??Ａ：?ＲＮＡ?ｉｎ?ｌｅａｖｅｓ?ｏｆ?ｃａｓｓａｖａ；?Ｂ：?ＰＣＲ?ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃＤＮＡ；?Ｍ：?ＤＬ２０００?ｍａｋｅｒ；?１－２：?ＲＮＡ??ｉｎ?ｌｅａｖｅｓ；?３－４：?ＰＣＲ?ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈｏｕｓｅｋｅｅｐｉｎｇ?ｇｅｎｅＡｃｔｉｎ?ｆｒｏｍ?ｃＤＮＡ．??３．２基因克隆??通过对家族基因进行生物信息学分析，根据ｐＣＡＭＢＩＡ１３００植物??定位表达载体图谱上的多克隆酶切位点，在每个ＭｅＣＶ／Ｗ基因编码区的５＇端３＇??端添加酶切位点
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国木薯育种研究进展[J]. 严华兵,叶剑秋,李开绵. 中国农学通报. 2015(15)
[2]中国木薯主要病虫害研究进展[J]. 梁宏合,陈显双,杜国冬,李日旺. 安徽农业科学. 2012(22)
[3]作物抗旱性鉴定方法研究进展(综述)[J]. 蒲伟凤,纪展波,李桂兰,乔亚科. 河北科技师范学院学报. 2011(02)
[4]国内外木薯产业发展近况[J]. 方佳,濮文辉,张慧坚. 中国农学通报. 2010(16)
[5]木薯的综合利用价值[J]. 付海天,卢赛清,罗燕春,黄建祺. 现代农业科技. 2010(08)
[6]木薯作为我国燃料乙醇原料的潜力分析[J]. 黎贞崇,梁秀明. 酿酒科技. 2010(04)
[7]木薯的营养需求特点与平衡施肥研究进展[J]. 张耀华,郑厚贵,关意昭,李定荣. 广东农业科学. 2009(10)
[8]CBL-CIPK信号系统在植物应答逆境胁迫中的作用与机制[J]. 张俊文,魏建华,王宏芝,王彦珍,马荣才,李瑞芬. 自然科学进展. 2008(08)
[9]CIPK9: a calcium sensor-interacting protein kinase required for low-potassium tolerance in Arabidopsis[J]. Girdhar K Pandey,Yong Hwa Cheong,Beom-Gi Kim,John J Grant,Legong Li. Cell Research. 2007(05)
[10]广西木薯种质资源的收集利用和品种选育[J]. 黄强,李军. 广西热带农业. 2007(01)
博士论文
[1]干旱环境胁迫下的植物分子适应机理及其应用研究[D]. 樊正球.复旦大学 2004
本文编号：2896498
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CBL蛋白结构示愈圈
在根中的作用（Ｑｕａｎｅｔａｌ．，?２００７）。在植物遭受到低钾胁迫时，ＡｔＣＢＬｌ／ＣＩＰＫ２３??或ＡｔＣＢＬ９／ＣＩＰＫ２３蛋白复合体可激活质膜中的Ｋ＋通道蛋白ＡＫＴ１，以提高拟南??芥在低钾离子条件下摄取Ｋ＋的能力（Ｘｕ?ｅｔ?ａｌ．，２００６）。ＡｔＣＢＬ３与ＡｔＣＩＰＫ９相互??作用调节Ｋ＋稳态（Ｌｉｕ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１３）。ＡｔＣＢＵ－ＡｔＣＩＰＫ７蛋白激酶复合物体在植物??耐寒性中具有重要作用（Ｈｕａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１１）。ＡｔＣＢＬ２／３蛋白还可与??ＡｔＣＩＰＫ３／９／２３／２６相互作用，形成一个复杂的调控网络，能够保护植物免受镁离??子的毒害（Ｔａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１５）。ＡｔＣＢＬ９与ＡｔＣＩＰＫ２３形成的激酶蛋白复合体可以??磷酸化高亲和性氮转运蛋白ＣＨＬ１，参与植物对氮素的吸收和运输（Ｈｕ?ｅｔａｌ．，??２００９）。ＡｔＣＢＬ２和ＡｔＣＢＬ３可以调控拟南芥液泡膜上的Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ的活性，维??持体内的离子的平衡（Ｔａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１５）。模式植物拟南芥含有中１０种ＣＢＬ和２５??种ＣＩＰＫ蛋白，它俩之间互相组合形成复杂的ＣＢＬ－ＣＩＰＫ蛋白复合体（图１．２；??张俊文等，２００８）所示，调控下游靶基因的表达，以应对盐害、千旱、低钾、??高ｐＨ、ＡＢＡ等非生物胁迫。根据以上的研究报道表明ＣＢＬ－ＣＩＰＫ信号网络在??植物响应非生物胁迫过程中发挥着至关重要的作用。然而，至今除了模式植物??拟南芥，我们对其他植物的ＣＢＬ－ＣＩＰＫ信号途径的功能研宄知之甚少。??
使用通用植物总ＲＮＡ提取试剂盒提取华南８号木薯ＳＣ８（Ｍ？ｍ７＾以ｃｗ／伙／??Ｃｒａｎｔｚ?ｃｖ．?ＳＣ８）叶片中总ＲＮＡ，用２％琼脂糖凝胶电泳检测１２０?Ｖ，２０?ｍｉｎ，??ＲＮＡ的２８?Ｓ、１８?Ｓ较完整（图３．１?Ａ），表明ＲＮＡ质量较好。按照ＴａＫａＲａ公??司反转录试剂盒上的操作方法将总ＲＮＡ反转录为ｃＤＮＡ，用内参引物??（见附录）进行扩增，ＰＣＲ产物目的带较亮，而且没有非特异扩增带和引物二??聚体的产生（图３．１?Ｂ），说明反转录得到的ｃＤＮＡ质量较好。??１２?Ｍ?３?４??２８Ｓ??Ｋ?ＨＬ，?１?２〇〇〇－??ＨＩ??１００－??Ａ?Ｂ??图３．１木薯叶片ＲＮＡ及反转录ｃＤＮＡ??Ａ：木薯叶片总?ＲＮＡ；?Ｂ：?ｃＤＮＡ?ＰＣＲ扩增检测；Ｍ：ＤＬ２０００?ｍａｋｅｒ；?１－２：叶?ＲＮＡ；?３－４：内??参ｊｃ如ＰＣＲ扩增产物。??Ｆｉｇ?３．１?ｃａｓｓａｖａ?ｌｅａｆ?ｔｏｔａｌ?ＲＮＡ?ａｎｄ?ｒｅｖｅｒｓｅ?ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ?ｃＤＮＡ??Ａ：?ＲＮＡ?ｉｎ?ｌｅａｖｅｓ?ｏｆ?ｃａｓｓａｖａ；?Ｂ：?ＰＣＲ?ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃＤＮＡ；?Ｍ：?ＤＬ２０００?ｍａｋｅｒ；?１－２：?ＲＮＡ??ｉｎ?ｌｅａｖｅｓ；?３－４：?ＰＣＲ?ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈｏｕｓｅｋｅｅｐｉｎｇ?ｇｅｎｅＡｃｔｉｎ?ｆｒｏｍ?ｃＤＮＡ．??３．２基因克隆??通过对家族基因进行生物信息学分析，根据ｐＣＡＭＢＩＡ１３００植物??定位表达载体图谱上的多克隆酶切位点，在每个ＭｅＣＶ／Ｗ基因编码区的５＇端３＇??端添加酶切位点
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国木薯育种研究进展[J]. 严华兵,叶剑秋,李开绵. 中国农学通报. 2015(15)
[2]中国木薯主要病虫害研究进展[J]. 梁宏合,陈显双,杜国冬,李日旺. 安徽农业科学. 2012(22)
[3]作物抗旱性鉴定方法研究进展(综述)[J]. 蒲伟凤,纪展波,李桂兰,乔亚科. 河北科技师范学院学报. 2011(02)
[4]国内外木薯产业发展近况[J]. 方佳,濮文辉,张慧坚. 中国农学通报. 2010(16)
[5]木薯的综合利用价值[J]. 付海天,卢赛清,罗燕春,黄建祺. 现代农业科技. 2010(08)
[6]木薯作为我国燃料乙醇原料的潜力分析[J]. 黎贞崇,梁秀明. 酿酒科技. 2010(04)
[7]木薯的营养需求特点与平衡施肥研究进展[J]. 张耀华,郑厚贵,关意昭,李定荣. 广东农业科学. 2009(10)
[8]CBL-CIPK信号系统在植物应答逆境胁迫中的作用与机制[J]. 张俊文,魏建华,王宏芝,王彦珍,马荣才,李瑞芬. 自然科学进展. 2008(08)
[9]CIPK9: a calcium sensor-interacting protein kinase required for low-potassium tolerance in Arabidopsis[J]. Girdhar K Pandey,Yong Hwa Cheong,Beom-Gi Kim,John J Grant,Legong Li. Cell Research. 2007(05)
[10]广西木薯种质资源的收集利用和品种选育[J]. 黄强,李军. 广西热带农业. 2007(01)
博士论文
[1]干旱环境胁迫下的植物分子适应机理及其应用研究[D]. 樊正球.复旦大学 2004
本文编号：2896498
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