海岛棉不育系H276A查尔酮合成酶基因及恢复系H268 PPR基因家族特征分析
发布时间：2021-04-14 03:36
棉花是重要的纤维作物,在特定杂交组合中表现出显著的杂种优势。细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility,CMS）是植物杂种优势利用的重要途径。但由于棉花CMS类型较少,其杂种优势利用受到极大限制。因此,开展棉花CMS分子机制研究对于棉花种质创新和杂种优势利用具有重要意义。查尔酮合成酶（chalcone synthase,CHS）是植物类黄酮生物合成过程中一种关键酶,与植物花粉发育和CMS有着密切的联系。PPR（Pentatricopeptide repeat）基因家族作为恢复基因的一种重要基因来源,在植物的生长发育和细胞器基因的表达调控等多种生物学过程中发挥着至关重要的作用。在胞质雄性不育系统中,CMS诱导基因能够表达产生疏水的CMS特异性多肽（CMS-specific pelypeptide）,Rf育性恢复基因（restorers of fertility）能够编码产生PPR蛋白,PPR蛋白能够调控相应的CMS诱导基因的表达水平,通过降低或抑制不育相关基因的转录,降低有毒蛋白的水平,从而能够使得CMS植株恢复育性,然而,对海岛棉（G.barbadense L...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CHS基因的结构[30]
广西大学硕士学位论文海岛棉不育系H276A查尔酮合成酶基因及恢复系H268PPR基因家族特征分析5上，都较外显子1更为保守，约300多个编码个氨基酸[30]。有研究学者认为可以用CHS基因的外显子2为代表的研究全基因组，王金玲等的研究也证实了这一点。在关于矮牵牛的研究中，研究学者发现有8-10个基因属于CHS基因家族，其中只有基因CHS-A和基因CHS-J在植物花中表达，并通过进一步研究表明CHS-A转录的mRNA占CHS基因转录总mRNA的90%。图1-1CHS基因的结构[30]Fig.1-1structureofCHSGene图1-2查尔酮合成酶的三维结构、COA结合位点及催化过程[32]Fig.1-2Threedimensionalstructure,CoAbindingsiteandcatalyticprocessofchalconesynthetase1999年，Noel等成员首次利用苜蓿对CHS蛋白的三维结构进行了测定，研究表明，CHS蛋白是一个同源二聚体蛋白，其酶活性位点与亚基结合位点紧密连接在一起，三维结构中二聚体酶的活性位点可能相邻[33]。虽然CHS两个亚基的活性位点连接非常紧密，但功能相互独立，每个亚基都能独立完成整个缩合反应。因此，研究认为在CHS的亚基在查尔酮合成的过程中起到了协同作用[34]。2002年，该实验室继续对其三维结构进行了研究，实验结果表明在所有含硫酶折叠物的酶中，CHS蛋白中的五层αβαβα核心结构域以及活性位点和二聚界面的位置是保守的。αβαβα折叠可能是一个古老的基因复制事件的结果，由两个伪对称αβα核心结构域组成，每个结构域又由五个β链和三个α螺旋
广西大学硕士学位论文海岛棉不育系H276A查尔酮合成酶基因及恢复系H268PPR基因家族特征分析292.2结果与分析2.2.1GbCHS家族基因鉴定及染色体位置分析为了探索海岛棉查尔酮合成酶家族基因的特征，我们对海岛棉蛋白质数据库进行了搜索分析，共获得了70个候选查尔酮合成酶基因蛋白序列。通过CDD，InterPro及PFAM网站剔除不包含Chal_sti_C及Chal_sti_N结构域的蛋白序列，共获得了20个非冗余查尔酮合成酶基因。根据其在染色体上的位置，我们将其命名为GbCHS01到GbCHS20.查尔酮合成酶家族基因的核酸及蛋白质序列详见附录1和附录2。染色体分布分析表明10个GbCHS基因随机分布A亚基因组（A02，05，08，09，10及12），9个GbCHS基因随机分布在D亚基因组（D02，05，08，10及12），而GbCHS20定位于Gb_scaffold0063（图2-1）。查尔酮合成酶基因家族的蛋白质理化性质见表2-9，包括蛋白长度（259-399aa），分子质量（28.9-44.21kDa）及等电点（5.37-8.92）。图2-1GbCHS基因染色体分布及基因重复事件。A和D分别代表A及D亚基因组。左边是染色体长度的比例。串联重复基因簇由红线表示，片段重复基因由虚线连接。Fig.2-1ChromosomedistributionandgeneduplicationofGbCHSgenes.AandDrepresentsAandDsub-genomeofG.barbadense,respectively.Theleftsideshowsthescaleofachromosomelength.Thetandemduplicationgeneclustersareindicatedbyaredline,andsegmentalduplicationgenesarelinkedbydashedlines.
本文编号：3136579
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CHS基因的结构[30]
广西大学硕士学位论文海岛棉不育系H276A查尔酮合成酶基因及恢复系H268PPR基因家族特征分析5上，都较外显子1更为保守，约300多个编码个氨基酸[30]。有研究学者认为可以用CHS基因的外显子2为代表的研究全基因组，王金玲等的研究也证实了这一点。在关于矮牵牛的研究中，研究学者发现有8-10个基因属于CHS基因家族，其中只有基因CHS-A和基因CHS-J在植物花中表达，并通过进一步研究表明CHS-A转录的mRNA占CHS基因转录总mRNA的90%。图1-1CHS基因的结构[30]Fig.1-1structureofCHSGene图1-2查尔酮合成酶的三维结构、COA结合位点及催化过程[32]Fig.1-2Threedimensionalstructure,CoAbindingsiteandcatalyticprocessofchalconesynthetase1999年，Noel等成员首次利用苜蓿对CHS蛋白的三维结构进行了测定，研究表明，CHS蛋白是一个同源二聚体蛋白，其酶活性位点与亚基结合位点紧密连接在一起，三维结构中二聚体酶的活性位点可能相邻[33]。虽然CHS两个亚基的活性位点连接非常紧密，但功能相互独立，每个亚基都能独立完成整个缩合反应。因此，研究认为在CHS的亚基在查尔酮合成的过程中起到了协同作用[34]。2002年，该实验室继续对其三维结构进行了研究，实验结果表明在所有含硫酶折叠物的酶中，CHS蛋白中的五层αβαβα核心结构域以及活性位点和二聚界面的位置是保守的。αβαβα折叠可能是一个古老的基因复制事件的结果，由两个伪对称αβα核心结构域组成，每个结构域又由五个β链和三个α螺旋
广西大学硕士学位论文海岛棉不育系H276A查尔酮合成酶基因及恢复系H268PPR基因家族特征分析292.2结果与分析2.2.1GbCHS家族基因鉴定及染色体位置分析为了探索海岛棉查尔酮合成酶家族基因的特征，我们对海岛棉蛋白质数据库进行了搜索分析，共获得了70个候选查尔酮合成酶基因蛋白序列。通过CDD，InterPro及PFAM网站剔除不包含Chal_sti_C及Chal_sti_N结构域的蛋白序列，共获得了20个非冗余查尔酮合成酶基因。根据其在染色体上的位置，我们将其命名为GbCHS01到GbCHS20.查尔酮合成酶家族基因的核酸及蛋白质序列详见附录1和附录2。染色体分布分析表明10个GbCHS基因随机分布A亚基因组（A02，05，08，09，10及12），9个GbCHS基因随机分布在D亚基因组（D02，05，08，10及12），而GbCHS20定位于Gb_scaffold0063（图2-1）。查尔酮合成酶基因家族的蛋白质理化性质见表2-9，包括蛋白长度（259-399aa），分子质量（28.9-44.21kDa）及等电点（5.37-8.92）。图2-1GbCHS基因染色体分布及基因重复事件。A和D分别代表A及D亚基因组。左边是染色体长度的比例。串联重复基因簇由红线表示，片段重复基因由虚线连接。Fig.2-1ChromosomedistributionandgeneduplicationofGbCHSgenes.AandDrepresentsAandDsub-genomeofG.barbadense,respectively.Theleftsideshowsthescaleofachromosomelength.Thetandemduplicationgeneclustersareindicatedbyaredline,andsegmentalduplicationgenesarelinkedbydashedlines.
本文编号：3136579
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