大豆转座子Tgm9的转座酶与非自主转座子相互作用的研究

发布时间：2021-08-12 19:03

　　大豆花色素的合成过程中是由许多基因控制的,其中W₄基因控制了大豆花和下胚轴的颜色,编码二氢黄酮还原酶。大豆植株含有野生型的W₄基因时,大豆植株开紫色花,下胚轴也是紫色。W₄基因突变为纯合隐型w₄基因时,大豆植株开白色花,下胚轴是绿色。在大豆不稳定系发现大豆花色和下胚轴的颜色是杂斑（叶片有白色和紫色斑点）。后来证明是由于大豆中的活性转座子Tgm9（Transposon Glycine max）插入DFR2基因导致的。大豆转座子Tgm9的全长约为20 kb,属于CACTA型的活性转座子。由包含有末端反向重复序列的非自主转座子元件和转座酶元件构成。Tgm9有27个外显子以及2个开放阅读框ORF1和ORF2,分别编码转座酶GmTNP2（1060 aa）和GmTNP1（750 aa）。其结构完整,序列明确,但是其转座机制仍然不清楚。将转座酶GmTNP2保守的蛋白序列进行对比发现,GmTNP2与金鱼草Tam1的TNP2有32%的相似性,与玉米En/Spm的TNPD有46%的相似性。因此推测大豆转座子Tgm9的转... 

【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校

【文章页数】：114 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

转座子的分类

西北大学硕士学位论文6元件的拷贝数不超过10。因此Tgm9像大多数CACTA型的转座子一样，是低拷贝的转座元件[45]。活跃的低拷贝的内源性转座子在基因克隆以及功能基因组学研究等方面是有用的工具[59]。遗传数据表明，根坏死（necroticroot，rn），雄性不育和雌性不育(st8)等遗传突变[60][61][62]很可能是由于转座子Tgm9的插入导致[63]。因此高度活跃的大豆转座子Tgm9促进了大豆功能基因组学的研究。图1-2Tgm9转座子的结构Fig.1-2StructureoftheTgm9element1.3本课题研究的目的意义大豆是世界上主要的农作物之一，含有丰富的蛋白质（大约40%）和油脂（大约20%），因此大豆是人类营养以及牲口和水产养殖饲料的重要来源[64]。近几年，在开发大豆基因组资源方面取得了很大的进步，包括对大豆全基因组的测序。现在已经确定了大豆中许多的基因，但是其功能还有很多是未知的。T-DNA插入构建突变体库以及转座子标签是研究未知基因功能的重要手段，目前T-DNA插入构建突变体库在拟南芥中已经被有效的利用[65]。来自玉米（Ac/Ds）、水稻（mPing）、烟草（Tn1）中活跃的外源转座子目前也被用来研究大豆的基因功能[66][67][68]。但是T-DNA插入构建突变体库以及转座子标签这些技术都需要基因的转化，然而大豆中基因转化的效率很低。在大豆中已经发现了一些内源性的转座子[45]。在这些转座子中，Tgm9是唯一发现的具有活性的内源性的大豆转座子，利用大豆内源转座子构建大豆转座子突变体库是分析大豆基因功能的强有力手段[69][70]。Tgm9具有完整的结构，并且其序列也比较清楚。但是到目前为止，其转座机制还不清楚，将转座酶的保守序列进行对比发现其与玉米En/Spm具有很高的相似性。因此我们推测他们的转座机制类似。转座机制如下图1-3所示。

第一章前言7图1-3Tgm9转座子的切除机制Fig.1-3ModelforexcisionofTgm91.4实验设计了解大豆转座子的转座元件之间的相互作用，首先通过将转座元件转入拟南芥突变体（im以及gun5）中来了解其活性。选择以拟南芥im和gun5植株作为研究材料，主要的原因有1、植株表型容易观察。2、拟南芥的遗传转化比较容易。没有选择大豆植株作为材料的主要原因是大豆的转基因比较困难。我们预期是想要建立一个以PTOX或Gun5作为报告基因来检测转座子是否跳走的系统，为在大豆中研究转座子的机制建立基矗其次通过烟草瞬时表达来探究转座元件之间的相互作用。目前我们实验室已经通过双分子荧光互补实验（bimolecularfluorescencecomplementation，BiFC）探究了转座酶TNP1与TNP2的相互作用，本研究主要通过烟草瞬时表达探究转座酶与非自主转座子的相互作用机制。实验设计如图1-4所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米Mu转座因子及其应用[J]. 高友军,刘文婷,陶勇生,郑用琏.  作物学报. 2006(08)
[2]4×35s增强子的克隆及其功能验证[J]. 陈俊,杨之帆,张文隽.  华中科技大学学报(自然科学版). 2006(02)
[3]玉米转座子spm的分子遗传学的概述[J]. 史桂荣,祁永红,齐玫馨.  黑龙江农业科学. 1993(05)



本文编号：3338894