红麻蛋白乙酰化修饰调控细胞质雄性不育及相关功能研究
发布时间：2021-02-28 23:34
蛋白质赖氨酸乙酰化修饰（lysin acetylation,Kac）是一种普遍存在的可逆的蛋白质翻译后修饰（Post-translational modification,PTM）。研究表明,PTM可调控基因表达,参与花粉发育,最终影响植物育性。红麻具有较强的杂种优势,细胞质雄性不育（Cytoplasmic male sterility,CMS）是其杂种优势利用的主要途径。目前还未见关于蛋白乙酰化修饰调控红麻细胞质雄性不育发生或者调控花药和花粉发育的报道。因此,本研究以红麻CMS系UG93A及其保持系UG93B花药为研究材料,对花药的乙酰化修饰蛋白质组进行研究,鉴定与红麻CMS相关的乙酰化修饰差异蛋白及其参与调控红麻花粉发育（败育）的代谢途径;分析乙酰化修饰对关键蛋白的影响;同时对红麻组蛋白的乙酰化开展研究,克隆鉴定组蛋白去乙酰化酶家族基因,分析其亚细胞定位及基因表达模式;并对组蛋白去乙酰化酶Hc HDA19的生物学功能进行研究,以期更好地理解红麻蛋白质乙酰化共价修饰的调控机制。研究结果对于揭示红麻细胞质雄性不育发生过程中的乙酰化调控机制具有重要意义;同时可以拓展我们对蛋白乙酰化修饰在...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
细胞内重要的蛋白质翻译后修饰类型[27]
广西大学博士学位论文红麻蛋白乙酰化修饰调控细胞质雄性不育及相关功能研究5酰化修饰主要发生在组蛋白N末端赖氨酸残基上，由组蛋白乙酰基转移酶（histoneacetyltransferase,HAT）和组蛋白去乙酰化酶（histonedeacetylase,HDAC）催化完成，这两种起相反作用的酶共同发挥作用来实现细胞内组蛋白乙酰化水平的动态平衡（图1.2）。图1.2染色质结构和组蛋白乙酰化修饰调控[29]Figure1.2Thestructureofchromatinandepigeneticregulatiionmechanismofhistoneacetylation1.2.1.1组蛋白乙酰化修饰调控基因表达HAT将乙酰基转移至组蛋白特定的赖氨酸残基上，中和了赖氨酸残基侧链上的正电荷，减弱了组蛋白与带负电荷的DNA之间的相互作用，使染色质处于伸展状态。乙酰化修饰阻碍或抑制核小体折叠成更高级复杂的结构，使得原本紧密的核小体变得松弛，有利于转录调节因子的结合，从而激活或促进相关基因的转录表达[30-32]。同时，乙酰化修饰增加了赖氨酸残基侧链的疏水性和体积，破坏其形成氢键的能力。染色体结构域的伸展扩展了激活因子和抑制因子的结合空间[33]，使得转录的延伸过程更为便利，聚合酶更易与启动子识别，起始转录的发生也更为频繁。而HDAC去除组蛋白赖氨酸残基上的乙酰基，恢复其所带的正电荷，引起染色质凝缩，原本松弛的核小体变得紧密，影响
广西大学博士学位论文红麻蛋白乙酰化修饰调控细胞质雄性不育及相关功能研究8图1.3HDACs和HATs参与调控拟南芥生长发育[58]粉红色圆圈代表HDACs，黄色圆圈代表HATs，灰色圆圈代表共调节因子，绿色方框和箭头表示起正向调控作用的因子，淡黄色方框和停止线表示起负调控作用的因子。Figure1.3HDACsandHATsareinvolvedintheregulationofgrowthanddevelopmentofArabidopsisAllthehistoneacetyltransferasesareshowedinpinkoval,andhistonedeacetylasesareinyellowoval;thegrayovalindicatedtheco-regulators.Thegreenboxesandarrowsindicatedthepositivepathwaysorregulatorsassociatedwithrelateddevelopmentstages.ThelightyellowboxesandstoplinesindicatedthenegativepathwaysorregulatorsassociatedwithrelateddevelopmentStages.1.3.1HDACs在植物生长发育过程中的作用1.3.1.1HDACs参与调控植物根的生长发育HDACs在植物根毛发育、侧根形成和主根生长过程中发挥着重要的调节作用。研
【参考文献】：
期刊论文
[1]红麻不育系与保持系基因组DNA甲基化比较分析[J]. 李增强,史奇奇,孔祥军,汤丹峰,廖小芳,韦范,何冰,莫良玉,周瑞阳,陈鹏. 中国农业大学学报. 2017(11)
[2]植物组蛋白去乙酰化酶的特性及功能[J]. 韩召奋,王秋苹,罗鑫娟. 中国生物化学与分子生物学报. 2017(10)
[3]哈克尼西棉细胞质雄性不育相关线粒体基因多态性分析[J]. 巩养仓,张雪林,吴建勇,张兴平,彭凡嘉,张志刚,贺云新,梅正鼎,周德桂,邢朝柱. 棉花学报. 2017(04)
[4]HDA19调控拟南芥对真菌Botrytis cineara的抗性反应[J]. 孙淑豪,胡彦如,余迪求. 广西植物. 2017(11)
[5]组蛋白去乙酰化酶在杨树根再生和生长中的功能[J]. 张冰,夏德安,马旭俊. 江苏农业科学. 2017(05)
[6]红麻线粒体基因NAD3和COB的RNA编辑与表达分析[J]. 刁勇,廖小芳,郑杰,孔祥军,陈鹏,赵艳红,周瑞阳. 中国农业大学学报. 2016(11)
[7]组蛋白去乙酰化酶（HDACs）及其在植物中的作用[J]. 董亚茹,杜建勋,陈传杰,赵东晓,王照红. 生物技术通报. 2016(09)
[8]植物细胞质雄性不育研究进展[J]. 范彦君,王瑜,刘齐元,周清明,周玮. 中国农学通报. 2016(18)
[9]红麻细胞质雄性不育系UG93A和保持系UG93B cox1的克隆和表达分析[J]. 廖小芳,刁勇,邱爱华,赵艳红,周步进,陈鹏,周瑞阳. 中国农业大学学报. 2016(03)
[10]植物组蛋白去乙酰化酶生物学功能研究进展[J]. 李涛,苏慧慧,黎振兴,李植良,徐小万. 分子植物育种. 2015(12)
博士论文
[1]HDT1组蛋白去乙酰化酶和MYB221转录因子调控植物形成层及木质部的生长发育[D]. 张永卓.北京林业大学 2018
[2]组蛋白去乙酰化酶参与ERF转录因子调控的香蕉果实成熟机制研究[D]. 韩延超.华南农业大学 2016
[3]红麻UG93A和UG93B线粒体基因组差异分析及CMS相关基因的发掘[D]. 廖小芳.广西大学 2015
[4]拟南芥组蛋白去乙酰化酶基因家族分析及AtSRT2在盐胁迫下调控种子萌发的分子机制[D]. 钟理.中国农业科学院 2015
[5]棉花转基因雄性不育种质创新及不育相关基因的挖掘[D]. 刘冬梅.广西大学 2014
[6]水稻组蛋白甲基转移酶和去乙酰化酶基因的功能研究[D]. 秦付军.华中农业大学 2010
硕士论文
[1]番茄温度胁迫响应中组蛋白去乙酰化酶HDACs的功能研究[D]. 张启好.浙江大学 2019
[2]红麻细胞质雄性不育系和保持系microRNA表达谱及功能研究[D]. 史奇奇.广西大学 2018
[3]红麻UG93细胞质雄性不育相关基因的筛选、克隆及表达分析[D]. 刁勇.广西大学 2016
本文编号：3056615
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
细胞内重要的蛋白质翻译后修饰类型[27]
广西大学博士学位论文红麻蛋白乙酰化修饰调控细胞质雄性不育及相关功能研究5酰化修饰主要发生在组蛋白N末端赖氨酸残基上，由组蛋白乙酰基转移酶（histoneacetyltransferase,HAT）和组蛋白去乙酰化酶（histonedeacetylase,HDAC）催化完成，这两种起相反作用的酶共同发挥作用来实现细胞内组蛋白乙酰化水平的动态平衡（图1.2）。图1.2染色质结构和组蛋白乙酰化修饰调控[29]Figure1.2Thestructureofchromatinandepigeneticregulatiionmechanismofhistoneacetylation1.2.1.1组蛋白乙酰化修饰调控基因表达HAT将乙酰基转移至组蛋白特定的赖氨酸残基上，中和了赖氨酸残基侧链上的正电荷，减弱了组蛋白与带负电荷的DNA之间的相互作用，使染色质处于伸展状态。乙酰化修饰阻碍或抑制核小体折叠成更高级复杂的结构，使得原本紧密的核小体变得松弛，有利于转录调节因子的结合，从而激活或促进相关基因的转录表达[30-32]。同时，乙酰化修饰增加了赖氨酸残基侧链的疏水性和体积，破坏其形成氢键的能力。染色体结构域的伸展扩展了激活因子和抑制因子的结合空间[33]，使得转录的延伸过程更为便利，聚合酶更易与启动子识别，起始转录的发生也更为频繁。而HDAC去除组蛋白赖氨酸残基上的乙酰基，恢复其所带的正电荷，引起染色质凝缩，原本松弛的核小体变得紧密，影响
广西大学博士学位论文红麻蛋白乙酰化修饰调控细胞质雄性不育及相关功能研究8图1.3HDACs和HATs参与调控拟南芥生长发育[58]粉红色圆圈代表HDACs，黄色圆圈代表HATs，灰色圆圈代表共调节因子，绿色方框和箭头表示起正向调控作用的因子，淡黄色方框和停止线表示起负调控作用的因子。Figure1.3HDACsandHATsareinvolvedintheregulationofgrowthanddevelopmentofArabidopsisAllthehistoneacetyltransferasesareshowedinpinkoval,andhistonedeacetylasesareinyellowoval;thegrayovalindicatedtheco-regulators.Thegreenboxesandarrowsindicatedthepositivepathwaysorregulatorsassociatedwithrelateddevelopmentstages.ThelightyellowboxesandstoplinesindicatedthenegativepathwaysorregulatorsassociatedwithrelateddevelopmentStages.1.3.1HDACs在植物生长发育过程中的作用1.3.1.1HDACs参与调控植物根的生长发育HDACs在植物根毛发育、侧根形成和主根生长过程中发挥着重要的调节作用。研
【参考文献】：
期刊论文
[1]红麻不育系与保持系基因组DNA甲基化比较分析[J]. 李增强,史奇奇,孔祥军,汤丹峰,廖小芳,韦范,何冰,莫良玉,周瑞阳,陈鹏. 中国农业大学学报. 2017(11)
[2]植物组蛋白去乙酰化酶的特性及功能[J]. 韩召奋,王秋苹,罗鑫娟. 中国生物化学与分子生物学报. 2017(10)
[3]哈克尼西棉细胞质雄性不育相关线粒体基因多态性分析[J]. 巩养仓,张雪林,吴建勇,张兴平,彭凡嘉,张志刚,贺云新,梅正鼎,周德桂,邢朝柱. 棉花学报. 2017(04)
[4]HDA19调控拟南芥对真菌Botrytis cineara的抗性反应[J]. 孙淑豪,胡彦如,余迪求. 广西植物. 2017(11)
[5]组蛋白去乙酰化酶在杨树根再生和生长中的功能[J]. 张冰,夏德安,马旭俊. 江苏农业科学. 2017(05)
[6]红麻线粒体基因NAD3和COB的RNA编辑与表达分析[J]. 刁勇,廖小芳,郑杰,孔祥军,陈鹏,赵艳红,周瑞阳. 中国农业大学学报. 2016(11)
[7]组蛋白去乙酰化酶（HDACs）及其在植物中的作用[J]. 董亚茹,杜建勋,陈传杰,赵东晓,王照红. 生物技术通报. 2016(09)
[8]植物细胞质雄性不育研究进展[J]. 范彦君,王瑜,刘齐元,周清明,周玮. 中国农学通报. 2016(18)
[9]红麻细胞质雄性不育系UG93A和保持系UG93B cox1的克隆和表达分析[J]. 廖小芳,刁勇,邱爱华,赵艳红,周步进,陈鹏,周瑞阳. 中国农业大学学报. 2016(03)
[10]植物组蛋白去乙酰化酶生物学功能研究进展[J]. 李涛,苏慧慧,黎振兴,李植良,徐小万. 分子植物育种. 2015(12)
博士论文
[1]HDT1组蛋白去乙酰化酶和MYB221转录因子调控植物形成层及木质部的生长发育[D]. 张永卓.北京林业大学 2018
[2]组蛋白去乙酰化酶参与ERF转录因子调控的香蕉果实成熟机制研究[D]. 韩延超.华南农业大学 2016
[3]红麻UG93A和UG93B线粒体基因组差异分析及CMS相关基因的发掘[D]. 廖小芳.广西大学 2015
[4]拟南芥组蛋白去乙酰化酶基因家族分析及AtSRT2在盐胁迫下调控种子萌发的分子机制[D]. 钟理.中国农业科学院 2015
[5]棉花转基因雄性不育种质创新及不育相关基因的挖掘[D]. 刘冬梅.广西大学 2014
[6]水稻组蛋白甲基转移酶和去乙酰化酶基因的功能研究[D]. 秦付军.华中农业大学 2010
硕士论文
[1]番茄温度胁迫响应中组蛋白去乙酰化酶HDACs的功能研究[D]. 张启好.浙江大学 2019
[2]红麻细胞质雄性不育系和保持系microRNA表达谱及功能研究[D]. 史奇奇.广西大学 2018
[3]红麻UG93细胞质雄性不育相关基因的筛选、克隆及表达分析[D]. 刁勇.广西大学 2016
本文编号：3056615
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3056615.html
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