玉米dek35突变体的基因克隆和功能分析
发布时间：2022-08-08 21:47
玉米是世界上重要的食用来源、经济和能源作物。玉米籽粒是其重要的营养器官。研究玉米籽粒突变体对于理解籽粒发育和营养物质积累等方面具有重要意义。我们从玉米Mutator转座子突变体库中筛选到一个新的籽粒突变体dek5-ref,其突变籽粒纯合致死,籽粒扁小,胚和胚乳皱缩,表现为籽粒发育缺陷表型。成熟的突变籽粒的百粒重只有野生型的20%,胚乳醇溶蛋白的含量显著下降。细胞学分析的结果显示,与同时期的野生型相比,突变籽粒的胚和胚乳发育滞后。通过透射电镜观察,我们发现dek35突变体的胚乳细胞内容物比野生型显著减少,同时也观察到了中空、纹理异常的线粒体结构。借助Mutator标签分离和等位测试,我们克隆了Dek35基因。Dek35编码一个的P类的pentatricopeptide repeat（PPR）蛋白。在dek35突变体中,dek35转录本表达上调,然而DEK35蛋白的积累显著下降。在高等植物中,P类的PPR蛋白主要参与调控细胞器mRNA的剪切过程。通过亚细胞定位,我们确定了 DEK35蛋白定位在线粒体。在dek35突变体中,通过筛查线粒体22对Ⅱ型内含子的剪切情况,我们发现只有线粒体nad4...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 玉米概述
1.1.1 玉米和玉米籽粒
1.1.2 玉米dek籽粒突变体
1.2 高等植物的线粒体
1.2.1 线粒体和氧化呼吸链
1.2.2 NADH脱氢酶
1.2.3 线粒体的断裂基因
1.2.4 线粒体是半自主型细胞器
1.3 PPR蛋白家族
1.3.1 PPR的进化
1.3.2 高等植物中的PPR蛋白
1.3.3 PLS类PPR蛋白主要参与RNA编辑
1.3.4 P类PPR蛋白的多功能调控
1.3.5 P类PPR蛋白参与RNA剪切
第二章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 生物材料来源
2.1.2 生化试剂
2.2 实验方法
2.2.1 未成熟籽粒石蜡切片制作
2.2.2 未成熟籽粒树脂切片制作
2.2.3 未成熟籽粒透射电镜观察
2.2.4 成熟籽粒的扫描电镜观察
2.2.5 成熟籽粒的蛋白提取
2.2.6 成熟籽粒的淀粉提取
2.2.7 成熟籽粒的油脂测量
2.2.8 DNA提取
2.2.9 RNA提取及反转录
2.2.10 生物信息学分析
2.2.11 原核表达载体构建
2.2.12 亚细胞定位
2.2.13 线粒体分离、BN-PAGE及NADH酶活性染色
第三章 实验结果与分析
3.1 玉米dek35突变体的表型、生化分析和细胞学观察
3.1.1 dek35突变体的籽粒表型
3.1.2 dek35突变体的籽粒蛋白含量测定
3.1.3 dek35突变体的籽粒淀粉含量测定和扫描电镜观察
3.1.4 dek35突变体的籽粒油脂含量测定
3.1.5 dek35突变体的石蜡切片观察
3.1.6 dek35突变体的树脂切片观察
3.1.7 dek35突变体的透射电镜观察
3.2 玉米dek35突变体的基因克隆
3.2.1 Dek35的基因定位和Mutator标签克隆
3.2.2 Dek35候选基因的确认
3.3 玉米Dek35的基因功能分析
3.3.1 Dek35基因的生物信息学分析
3.3.2 Dek35基因的表达
3.3.3 Dek35基因的亚细胞定位
3.3.4 dek35突变体中DEK35蛋白含量显著减少
3.3.5 dek35突变体中nad4转录本第一个内含子的剪切效率下降
3.3.6 dek35突变体中呼吸链复合物Ⅰ含量下降
3.3.7 dek35突变体中替代呼吸途径相关的基因表达量上升
3.3.8 dek35突变体中转录组分析
第四章 讨论
4.1 玉米Dek35编码一个新的P类PPR蛋白
4.2 nad4基因的转录后加工对线粒体功能至关重要
4.3 线粒体功能缺失显著影响籽粒发育
参考文献
附录Ⅰ dek35转录组数据GO聚类
附录Ⅱ 全部引物序列
作者在攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3672290
【文章页数】：77 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 玉米概述
1.1.1 玉米和玉米籽粒
1.1.2 玉米dek籽粒突变体
1.2 高等植物的线粒体
1.2.1 线粒体和氧化呼吸链
1.2.2 NADH脱氢酶
1.2.3 线粒体的断裂基因
1.2.4 线粒体是半自主型细胞器
1.3 PPR蛋白家族
1.3.1 PPR的进化
1.3.2 高等植物中的PPR蛋白
1.3.3 PLS类PPR蛋白主要参与RNA编辑
1.3.4 P类PPR蛋白的多功能调控
1.3.5 P类PPR蛋白参与RNA剪切
第二章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 生物材料来源
2.1.2 生化试剂
2.2 实验方法
2.2.1 未成熟籽粒石蜡切片制作
2.2.2 未成熟籽粒树脂切片制作
2.2.3 未成熟籽粒透射电镜观察
2.2.4 成熟籽粒的扫描电镜观察
2.2.5 成熟籽粒的蛋白提取
2.2.6 成熟籽粒的淀粉提取
2.2.7 成熟籽粒的油脂测量
2.2.8 DNA提取
2.2.9 RNA提取及反转录
2.2.10 生物信息学分析
2.2.11 原核表达载体构建
2.2.12 亚细胞定位
2.2.13 线粒体分离、BN-PAGE及NADH酶活性染色
第三章 实验结果与分析
3.1 玉米dek35突变体的表型、生化分析和细胞学观察
3.1.1 dek35突变体的籽粒表型
3.1.2 dek35突变体的籽粒蛋白含量测定
3.1.3 dek35突变体的籽粒淀粉含量测定和扫描电镜观察
3.1.4 dek35突变体的籽粒油脂含量测定
3.1.5 dek35突变体的石蜡切片观察
3.1.6 dek35突变体的树脂切片观察
3.1.7 dek35突变体的透射电镜观察
3.2 玉米dek35突变体的基因克隆
3.2.1 Dek35的基因定位和Mutator标签克隆
3.2.2 Dek35候选基因的确认
3.3 玉米Dek35的基因功能分析
3.3.1 Dek35基因的生物信息学分析
3.3.2 Dek35基因的表达
3.3.3 Dek35基因的亚细胞定位
3.3.4 dek35突变体中DEK35蛋白含量显著减少
3.3.5 dek35突变体中nad4转录本第一个内含子的剪切效率下降
3.3.6 dek35突变体中呼吸链复合物Ⅰ含量下降
3.3.7 dek35突变体中替代呼吸途径相关的基因表达量上升
3.3.8 dek35突变体中转录组分析
第四章 讨论
4.1 玉米Dek35编码一个新的P类PPR蛋白
4.2 nad4基因的转录后加工对线粒体功能至关重要
4.3 线粒体功能缺失显著影响籽粒发育
参考文献
附录Ⅰ dek35转录组数据GO聚类
附录Ⅱ 全部引物序列
作者在攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3672290
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3672290.html
最近更新
教材专著
