利用CRISPR/Cas9技术初步解析水稻纤维素合酶（OsCESA4和OsCESA7）P-CR区的功能
发布时间：2021-10-02 02:37
植物细胞壁结构定向遗传改良,旨在提高能源植物木质纤维素酶解产糖效率。利用CRISPR/Cas9技术,本研究分别对水稻次生壁纤维素合酶OsCESA4和OsCESA7的P-CR结构域进行定点突变,已筛选到七种非移码突变体,并分析了其中四种T1代OsCESA7氨基酸缺失纯合突变体在生物学性状、m RNA表达、细胞壁结构特征、酶解效率等方面与野生型（NPB）的差异,其主要结果如下:1.在OsCESA4和OsCESA7的P-CR区分别选择了5个位点进行编辑,获得T0代植株210株,从中筛选到133株突变体,其中以移码突变为主,且有少量的非移码突变。已获得四种T1代OsCESA7氨基酸缺失纯合突变体OsCESA7-PCR-1-2、OsCESA7-PCR-2-6、OsCESA7-PCR-2-8和OsCESA7-PCR-4-1;一种T0代OsCESA7氨基酸缺失杂合突变体OsCESA7-PCR-4-4及两种T0代OsCESA4氨基酸缺失杂合突变体OsCESA4-PCR-5-16和OsCESA4-PCR-5-17。2.DNA测序分析发现,OsCESA7-PCR...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维素微纤丝的示意图（Urryetal.2016）
在纤维素微纤丝之间（Gibson2012），其在细胞壁中的纤维素还没有明确定义，它被描述为“细胞壁中除纤糖、甘露糖和木糖通过β-(1→4)键连接成其骨架”（纤维素由多种戊糖和己糖形成聚合度约 200 的短链。聚糖、甘露糖等结构。相比于纤维素链较长、组成单特点，半纤维素较短、组成复杂、多支链结构、易于被（Gibson 2012）。同物种、不同器官，甚至植物不同的生长阶段具有不糖存在于绝大部分陆地植物中（Moller et al 2007, Pop初生壁中含量极低。葡萄糖醛酸木聚糖广泛存在于单醛酸木聚糖在单子叶鸭跖草亚纲植物初生壁中的含量植物中主要的半纤维素组分（Popper and Fry 2003）。
利用 CRISPR/Cas9 技术初步解析水稻纤维素合酶（OsCESA4 和 OsCESA7）P-CR 区的功能体联合成复合体。现已证明，位于N端的锌指结构域通过氧化还原聚合作用，维持植物纤维素合酶的复合体形态（Kureketal2002）。而P-CR和CSR结构域的功能还未完全探明，通过序列比对，在已知功能蛋白中没有与之相似的同源序列。通过体外蛋白重组和蛋白结构模拟，科学家推断，CESA亚基间通过CSR区域互作，先形成二聚体，然后组装成大的纤维素合酶复合体（Atanassovetal2009,OlekandCarpita2014）。而P-CRr区域在CESA的催化中心入口形成coiled-coil结构域（Rushtonetal2016）。Li鉴定了Osfc16突变体，该突变体OsCESA9的P-CR区域中发生了2个氨基酸错义突变（W481C， P482S），导致CSC在纤维素合成过程中提前解聚（Li et al 2017）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物细胞壁沟槽结构与生物质利用研究展望[J]. 王艳婷,徐正丹,彭良才. 中国科学:生命科学. 2014(08)
博士论文
[1]植物细胞壁结构特征与生物质高效利用分子机理研究[D]. 李丰成.华中农业大学 2015
本文编号：3417840
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维素微纤丝的示意图（Urryetal.2016）
在纤维素微纤丝之间（Gibson2012），其在细胞壁中的纤维素还没有明确定义，它被描述为“细胞壁中除纤糖、甘露糖和木糖通过β-(1→4)键连接成其骨架”（纤维素由多种戊糖和己糖形成聚合度约 200 的短链。聚糖、甘露糖等结构。相比于纤维素链较长、组成单特点，半纤维素较短、组成复杂、多支链结构、易于被（Gibson 2012）。同物种、不同器官，甚至植物不同的生长阶段具有不糖存在于绝大部分陆地植物中（Moller et al 2007, Pop初生壁中含量极低。葡萄糖醛酸木聚糖广泛存在于单醛酸木聚糖在单子叶鸭跖草亚纲植物初生壁中的含量植物中主要的半纤维素组分（Popper and Fry 2003）。
利用 CRISPR/Cas9 技术初步解析水稻纤维素合酶（OsCESA4 和 OsCESA7）P-CR 区的功能体联合成复合体。现已证明，位于N端的锌指结构域通过氧化还原聚合作用，维持植物纤维素合酶的复合体形态（Kureketal2002）。而P-CR和CSR结构域的功能还未完全探明，通过序列比对，在已知功能蛋白中没有与之相似的同源序列。通过体外蛋白重组和蛋白结构模拟，科学家推断，CESA亚基间通过CSR区域互作，先形成二聚体，然后组装成大的纤维素合酶复合体（Atanassovetal2009,OlekandCarpita2014）。而P-CRr区域在CESA的催化中心入口形成coiled-coil结构域（Rushtonetal2016）。Li鉴定了Osfc16突变体，该突变体OsCESA9的P-CR区域中发生了2个氨基酸错义突变（W481C， P482S），导致CSC在纤维素合成过程中提前解聚（Li et al 2017）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物细胞壁沟槽结构与生物质利用研究展望[J]. 王艳婷,徐正丹,彭良才. 中国科学:生命科学. 2014(08)
博士论文
[1]植物细胞壁结构特征与生物质高效利用分子机理研究[D]. 李丰成.华中农业大学 2015
本文编号：3417840
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3417840.html
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