茶树水通道蛋白基因的鉴定与CsPIP1;5的功能研究
发布时间：2021-11-04 04:59
水通道蛋白（aquaporins,AQPs）是广泛存在于植物体内各种生物膜上的一类特异的高效转运水及其他小分子底物的膜整合蛋白,介导水在膜上的传输,决定细胞膜、细胞和植物组织对水的渗透性,在逆境条件下,植物的水通道蛋白可以通过响应外界胁迫的信号影响基因的表达,利用信号转导通路改变通道分子的开关、活性、转运和富集,从而增强植物的抗逆性。茶树[Camellia sinensis]是我国重要的叶用经济作物,茶树生长过程中,经常遭受高温、干旱、低温等非生物胁迫,其中干旱胁迫最为常见,严重影响茶叶产量和品质。关于茶树水通道蛋白参与水分胁迫的研究较少。本研究以‘福鼎大白’茶树品种为材料,克隆和鉴定了茶树体内的水通道蛋白基因,通过自然干旱及复水试验,初步探究了茶树中水通道蛋白基因响应干旱胁迫的表达模式。取得的主要结果如下:1. 利用RT-PCR技术,从茶树叶片中克隆鉴定了8个水通道蛋白基因（AQPs,aquaporins）。氨基酸序列分析表明,8个Cs AQPs均含有MIP蛋白家族保守的信号序列SGGHINPAVT和两个高度保守的NPA（Asn-Pro-Ala）单元,均为稳定性蛋白、疏水性蛋白,且每...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
茶树水通道蛋白基因的克隆电泳图
西北农林科技大学硕士学位论文12表2-2水通道蛋白基因序列蛋白特征Table2-2Proteincharacteristicsofaquaporingenesequence基因名称genenameCDS序列CDSsequence（bp）开放阅读框ORF蛋白质特征proteincharacteristics氨基酸AnimoAcids分子量MW(kDa)等电点pI亲水性平均系数GRAVY不稳定系数InstabilityIndex脂溶指数AliphaticIndex亚细胞定位SubcellularLocalizationCsPIP1;5122586128730.6469.100.41734.5596.90细胞质膜CsPIP2;796484028030.0179.250.41131.6898.68细胞质膜CsPIP2;4112986128730.6928.590.50936.93100.66细胞质膜CsPIP2;287385828630.6918.720.45731.9397.59细胞质膜CsTIP1;2105775625225.9514.960.84934.01110.04液泡膜CsPIP2;884584028029.8559.430.47632.7899.68细胞质膜CsPIP2;586585228430.0677.610.54133.77105.53细胞质膜CsTIP1;481977425827.1646.420.75628.79111.63质膜/液泡膜图2-2水通道蛋白的亲/疏水性分析Fig.2-2Hydrophilicity/hydrophobicityanalysisoftheCsAQPsproteins
第二章茶树水通道蛋白的克隆和生物信息学分析132.2.3水通道蛋白的多序列比对和三维结构预测Prosite在线分析显示，在8个基因编码的氨基酸序列的N端均含有MIP家族蛋白的特征序列HI/VNPAVTF。氨基酸多序列比对结果显示（图2-3），6条PIPs具有GGGANXXXXGY和TGI/TNPARSL/FGAAI/VI/VF/YN的特征结构域，表明其属于质膜水通道蛋白家族。这些特征序列是鉴别质膜水通道蛋白基因及其类别划分的重要标准之一，也是执行和调控质膜水通道蛋白功能的重要序列单元（Postaireetal.2007）。而离NPA模体（motif）不远处的周质一侧有由H2和H5的2个残基和E环上的残基组成的芳香族/精氨酸（aromatic/argininea,Ar/R）区域，该区域作为选择性过滤器而对底物进行筛选（Mitani-Uenoetal.2011）。图2-3水通道蛋白多序列比对黑色实线框：PIP亚家族的特征序列；黄色实线框：2个NPA（Asn-Pro-Ala）单元；虚线框：芳族/精氨酸(ar/R)选择性过滤器位点H2、H5、LE1、LE2Fig.2-3MultiplesequencealignmentoftheCsAQPsproteins.Blacksolidline:characteristicsequenceofPIPsubfamily;yellowsolidline:2NPA(Asn-Pro-Ala)units;dashedbox:aromatic/arginine(Ar/R)selectivefiltersitesH2,H5,LE1,LE2.
【参考文献】：
期刊论文
[1]过表达水稻OsAQP增强转基因拟南芥耐盐性[J]. 彭静静,张静,王美娜,安文静,王凯婕,刘亚菲,岳柯,韦梓丰,侯兰兰,罗琴星,毕一凡,梁卫红. 中国生物化学与分子生物学报. 2019(06)
[2]茶树水通道蛋白基因的克隆与表达分析[J]. 岳川,曹红利,王赞,陈丹,林宏政,孙云,叶乃兴. 西北植物学报. 2018(08)
[3]菜用大豆质膜水通道蛋白的干旱表达谱及亚细胞定位分析[J]. 冯志娟,徐盛春,刘娜,张古文,牛付阁,胡齐赞,龚亚明. 分子植物育种. 2018(17)
[4]高温干旱对茶树生长和品质影响机理的研究进展[J]. 杨菲,李蓓蓓,何辰宇. 江苏农业科学. 2017(03)
[5]不同苹果矮化砧木导水特性与水通道蛋白基因表达对干旱胁迫的响应[J]. 韩晓毓,张林森,王俊峰,杨小妮,李喜凤,胡景江,韩明玉. 西北农业学报. 2015(10)
[6]野生毛葡萄水通道蛋白基因VhPIP1的克隆及其在干旱胁迫下的表达分析[J]. 颜培玲,潘学军,张文娥. 园艺学报. 2015(02)
[7]番茄SlMIP基因参与转基因拟南芥的渗透调节[J]. 徐娜,辛士超,强晓晶,于国红,马雪峰,程宪国. 植物营养与肥料学报. 2014(01)
[8]水通道蛋白与高等植物的耐盐性[J]. 师恭曜,王玉美,华金平. 中国农业科技导报. 2012(04)
[9]一种适宜拟南芥PCR检测的DNA提取方法[J]. 徐平丽,赵晋平,孟静静,李保龙,李新国,郭峰. 安徽农业科学. 2010(13)
[10]水通道蛋白与植物的抗旱性[J]. 杨淑慎,山仑,郭蔼光,高梅,孙达权,邵艳军. 干旱地区农业研究. 2005(06)
博士论文
[1]麻疯树水通道蛋白JcPIP2的分离、基因克隆及功能鉴定与调控分析[D]. 张颖.四川大学 2007
硕士论文
[1]茶树SnRK2家族基因的鉴定及CsSnRK2.5的功能研究[D]. 张永恒.西北农林科技大学 2019
[2]茶树CsNHX6基因的克隆、表达分析及在盐胁迫下的功能探究[D]. 陈江飞.西北农林科技大学 2019
[3]玉米质膜内在蛋白编码基因ZmPIP1;1在拟南芥中逆境胁迫下的表达调控研究[D]. 周京.西南大学 2019
[4]苦荞ABC转运蛋白基因的克隆与功能初步分析[D]. 李洁.西北农林科技大学 2018
[5]拟南芥PIP1;4对抗病性的影响以及乙烯和赤霉素调控Hpa1Xoo信号传导的研究[D]. 刘志兰.南京农业大学 2014
[6]香蕉AQP基因转化拟南芥的功能研究[D]. 许奕.海南大学 2011
本文编号：3475054
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
茶树水通道蛋白基因的克隆电泳图
西北农林科技大学硕士学位论文12表2-2水通道蛋白基因序列蛋白特征Table2-2Proteincharacteristicsofaquaporingenesequence基因名称genenameCDS序列CDSsequence（bp）开放阅读框ORF蛋白质特征proteincharacteristics氨基酸AnimoAcids分子量MW(kDa)等电点pI亲水性平均系数GRAVY不稳定系数InstabilityIndex脂溶指数AliphaticIndex亚细胞定位SubcellularLocalizationCsPIP1;5122586128730.6469.100.41734.5596.90细胞质膜CsPIP2;796484028030.0179.250.41131.6898.68细胞质膜CsPIP2;4112986128730.6928.590.50936.93100.66细胞质膜CsPIP2;287385828630.6918.720.45731.9397.59细胞质膜CsTIP1;2105775625225.9514.960.84934.01110.04液泡膜CsPIP2;884584028029.8559.430.47632.7899.68细胞质膜CsPIP2;586585228430.0677.610.54133.77105.53细胞质膜CsTIP1;481977425827.1646.420.75628.79111.63质膜/液泡膜图2-2水通道蛋白的亲/疏水性分析Fig.2-2Hydrophilicity/hydrophobicityanalysisoftheCsAQPsproteins
第二章茶树水通道蛋白的克隆和生物信息学分析132.2.3水通道蛋白的多序列比对和三维结构预测Prosite在线分析显示，在8个基因编码的氨基酸序列的N端均含有MIP家族蛋白的特征序列HI/VNPAVTF。氨基酸多序列比对结果显示（图2-3），6条PIPs具有GGGANXXXXGY和TGI/TNPARSL/FGAAI/VI/VF/YN的特征结构域，表明其属于质膜水通道蛋白家族。这些特征序列是鉴别质膜水通道蛋白基因及其类别划分的重要标准之一，也是执行和调控质膜水通道蛋白功能的重要序列单元（Postaireetal.2007）。而离NPA模体（motif）不远处的周质一侧有由H2和H5的2个残基和E环上的残基组成的芳香族/精氨酸（aromatic/argininea,Ar/R）区域，该区域作为选择性过滤器而对底物进行筛选（Mitani-Uenoetal.2011）。图2-3水通道蛋白多序列比对黑色实线框：PIP亚家族的特征序列；黄色实线框：2个NPA（Asn-Pro-Ala）单元；虚线框：芳族/精氨酸(ar/R)选择性过滤器位点H2、H5、LE1、LE2Fig.2-3MultiplesequencealignmentoftheCsAQPsproteins.Blacksolidline:characteristicsequenceofPIPsubfamily;yellowsolidline:2NPA(Asn-Pro-Ala)units;dashedbox:aromatic/arginine(Ar/R)selectivefiltersitesH2,H5,LE1,LE2.
【参考文献】：
期刊论文
[1]过表达水稻OsAQP增强转基因拟南芥耐盐性[J]. 彭静静,张静,王美娜,安文静,王凯婕,刘亚菲,岳柯,韦梓丰,侯兰兰,罗琴星,毕一凡,梁卫红. 中国生物化学与分子生物学报. 2019(06)
[2]茶树水通道蛋白基因的克隆与表达分析[J]. 岳川,曹红利,王赞,陈丹,林宏政,孙云,叶乃兴. 西北植物学报. 2018(08)
[3]菜用大豆质膜水通道蛋白的干旱表达谱及亚细胞定位分析[J]. 冯志娟,徐盛春,刘娜,张古文,牛付阁,胡齐赞,龚亚明. 分子植物育种. 2018(17)
[4]高温干旱对茶树生长和品质影响机理的研究进展[J]. 杨菲,李蓓蓓,何辰宇. 江苏农业科学. 2017(03)
[5]不同苹果矮化砧木导水特性与水通道蛋白基因表达对干旱胁迫的响应[J]. 韩晓毓,张林森,王俊峰,杨小妮,李喜凤,胡景江,韩明玉. 西北农业学报. 2015(10)
[6]野生毛葡萄水通道蛋白基因VhPIP1的克隆及其在干旱胁迫下的表达分析[J]. 颜培玲,潘学军,张文娥. 园艺学报. 2015(02)
[7]番茄SlMIP基因参与转基因拟南芥的渗透调节[J]. 徐娜,辛士超,强晓晶,于国红,马雪峰,程宪国. 植物营养与肥料学报. 2014(01)
[8]水通道蛋白与高等植物的耐盐性[J]. 师恭曜,王玉美,华金平. 中国农业科技导报. 2012(04)
[9]一种适宜拟南芥PCR检测的DNA提取方法[J]. 徐平丽,赵晋平,孟静静,李保龙,李新国,郭峰. 安徽农业科学. 2010(13)
[10]水通道蛋白与植物的抗旱性[J]. 杨淑慎,山仑,郭蔼光,高梅,孙达权,邵艳军. 干旱地区农业研究. 2005(06)
博士论文
[1]麻疯树水通道蛋白JcPIP2的分离、基因克隆及功能鉴定与调控分析[D]. 张颖.四川大学 2007
硕士论文
[1]茶树SnRK2家族基因的鉴定及CsSnRK2.5的功能研究[D]. 张永恒.西北农林科技大学 2019
[2]茶树CsNHX6基因的克隆、表达分析及在盐胁迫下的功能探究[D]. 陈江飞.西北农林科技大学 2019
[3]玉米质膜内在蛋白编码基因ZmPIP1;1在拟南芥中逆境胁迫下的表达调控研究[D]. 周京.西南大学 2019
[4]苦荞ABC转运蛋白基因的克隆与功能初步分析[D]. 李洁.西北农林科技大学 2018
[5]拟南芥PIP1;4对抗病性的影响以及乙烯和赤霉素调控Hpa1Xoo信号传导的研究[D]. 刘志兰.南京农业大学 2014
[6]香蕉AQP基因转化拟南芥的功能研究[D]. 许奕.海南大学 2011
本文编号：3475054
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