小麦TaASR2-B基因在种子萌发中的功能研究
发布时间：2020-08-21 22:41
【摘要】：高等植物的正常发育过程包括种子萌发、生长和衰老,这些过程需要众多基因参与调控。ASRs(ABA-,stress-,and ripening-induced)是一类植物特有的基因,1993年在番茄中首次被发现。ASRs参与植物响应ABA、逆境胁迫和果实成熟等过程,与ABA、糖信号通路等相互联系,并影响植物的生长发育过程。为了进一步探究ASRs的功能,本研究将实验室早期克隆得到的TaASR2-B基因转化拟南芥,并发现高浓度葡萄糖处理下转基因拟南芥种子提前萌发。在此基础上,本研究就TaASR2-B可能影响种子萌发的机制展开研究,并取得如下研究结果:(1)生物信息学分析发现TaASR2-B为亲水性蛋白,具有ASR家族保守结构域ABA_WDS,与二穗短柄草BdASR5和水稻OsASR2亲缘关系最近。(2)器官特异性分析显示TaASR2-B在四叶期的幼根中表达量相对较高;亚细胞定位观察结果表明TaASR2-B在整个细胞中均有表达。(3)通过农杆菌侵染法成功获得表达TaASR2-B基因的转基因拟南芥。转基因拟南芥对比野生型在7%葡萄糖处理下的种子萌发提前,对高浓度葡萄糖相对更不敏感。(4)基因表达及生理指标分析显示表达TaASR2-B拟南芥株系中,糖和ABA相关基因的表达量及ABA含量与野生型相比均有所降低。(5)构建pHIS2-AtABI4-CE1、pHIS2-TaABI4-CE1、pGADT7-TaASR2-B以及pBI121-AtABI4-Promoter-GUS载体。酵母单杂交实验表明TaASR2-B可能与ABI4启动子上的CE1元件结合;GUS染色实验发现TaASR2-B抑制ABI4的表达。本研究发现了小麦ASRs新的功能,并对其功能发挥的机制进行了初步研究,为深入探讨ASRs的功能以及机理奠定了基础。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q943.2;S512.1
【图文】：
2 ABI4 在植物中的功能ABA 信号通路通过 START 蛋白的 PYR/PYL 家族感知 ABA，从而抑制 2酸酶（PP2Cs）[42]。这些被抑制的 PP2Cs 不再抑制 SnRK2 蛋白激酶，使结合因子（ABFs）被激活。ABI4 最初在 ABA 不敏感突变体中被发现[37]被发现为是盐 （NaCl 和 Na2SO4）、甘露醇和 ABA 耐受突变体[43]。经bi 突变体均含有编码 ABA 信号组分的基因突变: abi1-abi3[44]、abi4 和 ab1[45]和 ABI2[46]编码 PP2Cs, ABI3[47]、ABI4 和 ABI5[48]编码转录因子。ABI5 是子萌发过程中表达的 bZIP 转录因子，是 ABI4 的一个可靠靶点。ABI4 和协同调控种子萌发和糖应答[49]。ABI3、ABI4 和 ABI5 之间存在着交叉调在调节受 ABA 控制的过程中共表达。在酵母双杂交实验中，只有 ABI3 和作用，而没有 ABI4[51]。ABI4 也被认为通过 ABA 分解产物磷脂酸在 AB图 1.1 ABI4 序列在陆地植物中高度保守[40]Fig1.1 The ABI4 sequence is highly conserved among land plants[40]
生型和ZmASR1过表达叶片的转录组和蛋白质组学比较分析，发现Z下调 3 个转录本和 16 个蛋白。其中大多数参与初级和细胞内代谢过基酸（BCAA）的生物合成。代谢组学和转录组学分析进一步表明，Z植株比野生型植株 BCAA 化合物减少，BCAA 相关基因表达发生变香蕉（Musa nana Lour）MaASR1 转入拟南芥，发现过表达株系开花机制主要是调控光周期相关基因的表达，并且还涉及 GA 途径[88]。究的目的及意义 能调节糖信号和与 ABA 信号，两种信号都会影响种子的萌发过程种子萌发中的功能报道很少。水稻中的研究表明，OsASR2 的在种图 1.2 SlASR1 竞争结合 ABI4 调控基因启动子上的 CE1 元件（包括 ABI4）[Fig1.2 SlASR1 binds the ABI4binding sites (CE1) in promoters ofABI4 regulated genes (including ABI4)[87]
2-B 蛋白的结构分析质结构分析网站（http://smart.embl-heidelberg.de/smart/showfam.org/search/sequence）对 TaASR2-B 基因编码的蛋白质进行ASR2-B 编码的蛋白质含有 ABA_WDS 结构域，在此结构域的区域（图 2.2A）。ABA_WDS 结构域位置在 TaASR2-B 蛋白图 2.2 B），该结构域为 ASR 家族的保守结构域，该结构表明中的一员。图 2.1 TaASR2-B 的亲水性分析Fig2.1 The hydropathicity analysis of TaASR2-B
本文编号：2799934
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q943.2;S512.1
【图文】：
2 ABI4 在植物中的功能ABA 信号通路通过 START 蛋白的 PYR/PYL 家族感知 ABA，从而抑制 2酸酶（PP2Cs）[42]。这些被抑制的 PP2Cs 不再抑制 SnRK2 蛋白激酶，使结合因子（ABFs）被激活。ABI4 最初在 ABA 不敏感突变体中被发现[37]被发现为是盐 （NaCl 和 Na2SO4）、甘露醇和 ABA 耐受突变体[43]。经bi 突变体均含有编码 ABA 信号组分的基因突变: abi1-abi3[44]、abi4 和 ab1[45]和 ABI2[46]编码 PP2Cs, ABI3[47]、ABI4 和 ABI5[48]编码转录因子。ABI5 是子萌发过程中表达的 bZIP 转录因子，是 ABI4 的一个可靠靶点。ABI4 和协同调控种子萌发和糖应答[49]。ABI3、ABI4 和 ABI5 之间存在着交叉调在调节受 ABA 控制的过程中共表达。在酵母双杂交实验中，只有 ABI3 和作用，而没有 ABI4[51]。ABI4 也被认为通过 ABA 分解产物磷脂酸在 AB图 1.1 ABI4 序列在陆地植物中高度保守[40]Fig1.1 The ABI4 sequence is highly conserved among land plants[40]
生型和ZmASR1过表达叶片的转录组和蛋白质组学比较分析，发现Z下调 3 个转录本和 16 个蛋白。其中大多数参与初级和细胞内代谢过基酸（BCAA）的生物合成。代谢组学和转录组学分析进一步表明，Z植株比野生型植株 BCAA 化合物减少，BCAA 相关基因表达发生变香蕉（Musa nana Lour）MaASR1 转入拟南芥，发现过表达株系开花机制主要是调控光周期相关基因的表达，并且还涉及 GA 途径[88]。究的目的及意义 能调节糖信号和与 ABA 信号，两种信号都会影响种子的萌发过程种子萌发中的功能报道很少。水稻中的研究表明，OsASR2 的在种图 1.2 SlASR1 竞争结合 ABI4 调控基因启动子上的 CE1 元件（包括 ABI4）[Fig1.2 SlASR1 binds the ABI4binding sites (CE1) in promoters ofABI4 regulated genes (including ABI4)[87]
2-B 蛋白的结构分析质结构分析网站（http://smart.embl-heidelberg.de/smart/showfam.org/search/sequence）对 TaASR2-B 基因编码的蛋白质进行ASR2-B 编码的蛋白质含有 ABA_WDS 结构域，在此结构域的区域（图 2.2A）。ABA_WDS 结构域位置在 TaASR2-B 蛋白图 2.2 B），该结构域为 ASR 家族的保守结构域，该结构表明中的一员。图 2.1 TaASR2-B 的亲水性分析Fig2.1 The hydropathicity analysis of TaASR2-B
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相关硕士学位论文 前1条
1 周钰;小麦TaASR2-B基因在种子萌发中的功能研究[D];华中科技大学;2019年
本文编号：2799934
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