苹果乳胶蛋白MdMLP423响应非生物胁迫的研究
发布时间：2021-01-05 04:41
苹果是重要的经济作物,种植范围广泛,经常会遭受干旱、高盐、低温等非生物胁迫,严重影响其生长发育和产量,因而提高苹果的抗逆性显得尤为重要。利用现代生物技术研究苹果的抗逆机制、挖掘抗逆基因,对苹果产量和品质具有十分重要的意义。在本实验室前期苹果转录组研究中,发现一个在逆境胁迫下表达显著上调的基因,编码一种植物特有的乳胶蛋白（Major Latex Protein,MLP）。为了深入研究该基因对非生物胁迫的响应,我们在原核细胞中诱导表达了该蛋白,研究了其对细胞抗逆功能的影响及发挥功能的位点;利用转基因技术在拟南芥中超表达该基因,研究在植物体中的抗逆作用。主要研究结果如下:（1）MdMLP423基因的生物信息学分析。本实验室前期苹果转录组研究中发现了一个盐胁迫诱导表达上调7倍的基因,该基因在GenBank中的注册号为LOC103448744,编码的蛋白质被命名为MdMLP423,属于乳胶蛋白。该基因定位于苹果第11号染色体,编码152个氨基酸残基。SignaIP和TMHMM软件分析发现,MdMLP423蛋白无信号肽也不存在跨膜区,属于水溶性胞质蛋白。基于拟南芥MLP（AtMLP28）同源建模可...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Betv1蛋白的三维结构（Toyamaetal.,2003）
个短的 α 螺旋位于大的疏水凹槽的一端，β4 和 β5 之间的无规则卷曲位于疏水凹槽的一端。另一个不同之处在于保守的 Bet v 1 折叠，经典的 Bet v 1 折叠中的 β1 和 β2 在LP 中被介于 β2 和 α2 之间的一个含有 45～65 残基的长而灵活的环所取代，该环是非构化且可变的与富含甘氨酸的环相邻。另外 MLP 蛋白中 91 位的组氨酸残基（β2 和 β3间的环）和 160 位的谷氨酸残基（长 α 螺旋）之间存在一个潜在的盐桥，可以起到稳结构的作用，这一结构在疏水腔开口处起盖子的作用。在 Bet v 1 的溶解结构和晶体构中都很难界定无规则卷曲的存在。相反，在黄色羽扇豆 LLPR-102B 与玉米素复合的晶体结构中却在相同的位置存在与 MLP28 一样的盐桥，其类似于疏水凹槽的“门”。外一个 MLP（AT1G240000.1）的晶体结构显示与 MLP28 的折叠相似，但它仅有 5 β 折叠片围绕羧基端的含有 21 个氨基酸 α 螺旋，这是由于 AT1G240000.1 在 α1 螺旋后缺失 33 个氨基酸（Lytle et al., 2009）。MLP（AT1G24000 0.1）缺少无规则环、富甘氨酸的环和 β2 折叠片，导致其疏水凹槽明显小于 MLP28。此外，在 α1 和 β3 折叠只有一个小环，而不是像 MLP28 一样存在覆盖凹槽的长环。
验室前期的苹果转录组数据中，发现了一个在盐胁迫下表达上调的能响应非生物胁迫。将该基因序列在 NCBI（National Center of Biot中进行 BlastP 序列比对，发现其与 NCBI 中的 LOC103448744 完dMLP423，定位在苹果的第 11 条染色体上。MdMLP423 含有 459 b 3-1），编码植物特有的乳胶蛋白（Major Latex Protein，MLP），预与其他物种的 MLP 成员进行序列比对，发现 MLP 蛋白都存在一h loop 区域。Gly-rich loop 中含有保守的甘氨酸，序列为 Glyxxxx423 中此序列稍有不同 Gly46Gly47Gly48xxxxGly53（图 3-2）。S件分析发现，MdMLP423 属于无信号肽、无跨膜结构域的胞质蛋（AtMLP28）同源建模可知，MdMLP423 的结构与其他 MLP 成员 3 个 α 螺旋组成，其中 7 片 β 折叠围绕羧基端一段长 α 螺旋（α3 折叠，另外结构中还有一个由无规则卷曲构成疏水凹槽，能与配生物学功能（图 3-3）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械损伤诱导植物苯丙氨酸解氨酶活性研究进展[J]. 吴琼,方吴云,王文杰. 现代农业科技. 2016(01)
[2]植物活性氧的产生及其作用和危害[J]. 张梦如,杨玉梅,成蕴秀,周滔,段晓艳,龚明,邹竹荣. 西北植物学报. 2014(09)
[3]植物激素乙烯作用机制的最新进展[J]. 李文阳,马梦迪,郭红卫. 中国科学:生命科学. 2013(10)
[4]中国苹果主产区生产布局变迁及影响因素分析[J]. 刘天军,范英. 农业经济问题. 2012(10)
[5]中国苹果产品出口现状、制约因素及其对策分析[J]. 李瑾,仇焕广,蔡亚庆,李树超. 世界农业. 2012(05)
[6]我国苹果产业发展现状与趋势[J]. 翟衡,史大川,束怀瑞. 果树学报. 2007(03)
本文编号：2958041
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Betv1蛋白的三维结构（Toyamaetal.,2003）
个短的 α 螺旋位于大的疏水凹槽的一端，β4 和 β5 之间的无规则卷曲位于疏水凹槽的一端。另一个不同之处在于保守的 Bet v 1 折叠，经典的 Bet v 1 折叠中的 β1 和 β2 在LP 中被介于 β2 和 α2 之间的一个含有 45～65 残基的长而灵活的环所取代，该环是非构化且可变的与富含甘氨酸的环相邻。另外 MLP 蛋白中 91 位的组氨酸残基（β2 和 β3间的环）和 160 位的谷氨酸残基（长 α 螺旋）之间存在一个潜在的盐桥，可以起到稳结构的作用，这一结构在疏水腔开口处起盖子的作用。在 Bet v 1 的溶解结构和晶体构中都很难界定无规则卷曲的存在。相反，在黄色羽扇豆 LLPR-102B 与玉米素复合的晶体结构中却在相同的位置存在与 MLP28 一样的盐桥，其类似于疏水凹槽的“门”。外一个 MLP（AT1G240000.1）的晶体结构显示与 MLP28 的折叠相似，但它仅有 5 β 折叠片围绕羧基端的含有 21 个氨基酸 α 螺旋，这是由于 AT1G240000.1 在 α1 螺旋后缺失 33 个氨基酸（Lytle et al., 2009）。MLP（AT1G24000 0.1）缺少无规则环、富甘氨酸的环和 β2 折叠片，导致其疏水凹槽明显小于 MLP28。此外，在 α1 和 β3 折叠只有一个小环，而不是像 MLP28 一样存在覆盖凹槽的长环。
验室前期的苹果转录组数据中，发现了一个在盐胁迫下表达上调的能响应非生物胁迫。将该基因序列在 NCBI（National Center of Biot中进行 BlastP 序列比对，发现其与 NCBI 中的 LOC103448744 完dMLP423，定位在苹果的第 11 条染色体上。MdMLP423 含有 459 b 3-1），编码植物特有的乳胶蛋白（Major Latex Protein，MLP），预与其他物种的 MLP 成员进行序列比对，发现 MLP 蛋白都存在一h loop 区域。Gly-rich loop 中含有保守的甘氨酸，序列为 Glyxxxx423 中此序列稍有不同 Gly46Gly47Gly48xxxxGly53（图 3-2）。S件分析发现，MdMLP423 属于无信号肽、无跨膜结构域的胞质蛋（AtMLP28）同源建模可知，MdMLP423 的结构与其他 MLP 成员 3 个 α 螺旋组成，其中 7 片 β 折叠围绕羧基端一段长 α 螺旋（α3 折叠，另外结构中还有一个由无规则卷曲构成疏水凹槽，能与配生物学功能（图 3-3）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械损伤诱导植物苯丙氨酸解氨酶活性研究进展[J]. 吴琼,方吴云,王文杰. 现代农业科技. 2016(01)
[2]植物活性氧的产生及其作用和危害[J]. 张梦如,杨玉梅,成蕴秀,周滔,段晓艳,龚明,邹竹荣. 西北植物学报. 2014(09)
[3]植物激素乙烯作用机制的最新进展[J]. 李文阳,马梦迪,郭红卫. 中国科学:生命科学. 2013(10)
[4]中国苹果主产区生产布局变迁及影响因素分析[J]. 刘天军,范英. 农业经济问题. 2012(10)
[5]中国苹果产品出口现状、制约因素及其对策分析[J]. 李瑾,仇焕广,蔡亚庆,李树超. 世界农业. 2012(05)
[6]我国苹果产业发展现状与趋势[J]. 翟衡,史大川,束怀瑞. 果树学报. 2007(03)
本文编号：2958041
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