海带CRY-DASH基因的cDNA序列分离和表达分析

发布时间：2020-08-31 22:01

　　蓝光是能在海水中传播的主要光波,对潮下带生活的海带的生长发育起重要作用。隐花色素/光裂解酶家族(Cryptochrome/PhotolyaseFamily,CPF)是一类广泛存在的能被蓝光诱导激活的蛋白家族,CRY-DASH是该家族的一类新成员,已知其能修复ssDNA和dsDNA环形结构中嘧啶酮二聚体损伤,但对其它功能了解较少。本研究利用cDNA末端快速克隆(RACE)技术,获得海带CRY-DASH基因(SjCRY-DASH)全长序列,结构分析发现,其ORF区长1779 bp,编码592个氨基酸。进行氨基酸同源序列比对,其与其它藻类和高等植物间存在两个重要辅基MTHF和FAD结合的保守域。三维结构预测表明,SjCRY-DASH与目前已解析的CPF家族其他成员晶体结构的相似度较高。通过选择两种原核表达载体(pCold I和pMAL-c5X),对SjCRY-DASH的ORF区进行体外表达及纯化,均得到纯度较高的蛋白。通过不同光质处理海带幼孢子体,发现蓝光和白光诱导1h,SjCRY-DASH转录水平均上升,且SjCRY-DASH对蓝光的响应更强烈,而红光对SjCRY-DASH无明显诱导效应。将海带幼孢子体培养于不同日长条件下,SjCRY-DASH转录变化均维持24 h的周期性,且在长、短日照培养下转录起始位点发生改变,表明其与昼夜节律调控密切相关。此外,SjCRY-DASH转录水平在不同温度处理下的节律变化具有温度补偿性。本研究相关结果对了解海带中的CRY-DASH功能具有重要意义,也对探讨海带生长发育受光、温调控的分子机制提供理论依据。
【学位单位】：中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S917.3
【部分图文】：

海带,生活史

子体成熟后分别形成卵囊和精子囊，释放卵细胞和精子后，精卵结合形成合子，逡逑合子萌发成幼孢子体。幼孢子体长大后又能进行无性繁殖，从而完成整个生活史逡逑（图１．１）（曾呈奎和吴超元，１９６２）。逡逑Ｉ逡逑食子（ｘ邋ｓａｏ）逡逑图１．１海带生活史（曾呈奎和吴超元，１９６２）逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｌｉｆｅ邋ｈｉｓｔｏｒｙ邋ｏｆ邋ｊａｐｏｎｉｃ邋ａ逡逑１．１．２海带应用价值逡逑海带营养丰富，具有极高的食用和药用价值。海带中含褐藻酸２４．３％，甘露逡逑醇１１．１３％，粗蛋白５．９７％，钾４．３６％，碘０．３４％，此外，还含有大量胡萝卜素和逡逑Ｂ族维生素，及钙和铁等（曾呈奎，１９６２）。褐藻酸多以褐藻酸盐的形式存在，逡逑常用作食品中的稳定剂和增稠剂。因海藻酸盐有较强的粘结性，可添加到面条类逡逑食品中提高韧性，改善口感（胡国华，２００４）。甘露醇因化学性质稳定常作为药逡逑物添加剂，如可用作片剂的赋形剂、填充剂和胶囊的增塑剂等（邵展茹，２０１３）。逡逑常见的甘露醇注射液可作为

裂解酶,反应机制,嘧啶二聚体,还原态

吸收一个光子并将能量转移给还原态的ＦＡＤＨ－邋（Ｆ卜），Ｆ１－受激发会向嘧啶二聚体逡逑转移一个电子，这会使嘧啶二聚体分裂成两个嘧啶，同时，新形成的ＦＡＤＨＱ（Ｆｌｅ）逡逑会接受该电子回到还原态（图１．２）邋（Ｓａｎｃａｒ，２００３）。逡逑４逡逑

隐花色素,结构示意图

＂Ｆ２邋－邋＊Ｆ１逦逡逑＜ｈｖ）逡逑图１．２光裂解酶的反应机制逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｒｅａｃｔｉｏｎ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ邋ｏｆ邋ｐｈｏｔｏｌｙａｓｅ邋（Ｓａｎｃａｒ，邋２００３）逡逑１．３．２隐花色素逡逑隐花色素是与光裂解酶同源的蓝光受体，尽管与光裂解酶结构相似，但其丧逡逑失了修复损伤ＤＮＡ的能力，而在调控生物钟（Ｃａｓｈｍｏｒｅｅｔａｌ．，１９９９）、调节植逡逑物光形态建成（Ｃａｓｈｍｏｒｅ，２００３）等方面有重要意义。由于在动、植物中的作用逡逑不同，隐花色素可被分为动物隐花色素和植物隐花色素（Ｃｈａｖｅｓ邋ｅｔａｌ．，２０１１）。逡逑隐花色素首先在拟南芥中被发现，之后相继在其他植物、微生物和动物中发逡逑现。拟南芥的隐花色素家族主要有３个成员：ＣＲＹ１，ＣＲＹ２和ＣＲＹ３。从拟南芥逡逑突变体库中筛选到经蓝光处理后下胚轴伸长抑制效应减弱的植物表型

【参考文献】