苦豆子半胱氨酸蛋白酶SaCP1基因的克隆及功能验证

发布时间：2020-11-05 07:34

　　 地球水资源约13亿8600万立方千米,其中咸水占97.5%,可用淡水资源相对贫乏。随着人类经济的发展和人口膨胀,水资源短缺现象日益严重,这也导致了干旱地区的扩大和干旱程度的增加,从而加剧了农业干旱。在中国,干旱对农业造成的危害最大,且有受害程度逐年增加的趋势。因此,提高作物的耐旱能力已成为作物抗逆育种亟待解决的问题。随着分子生物学转基因技术的进步,利用转基因技术提高植物耐旱性这一方法已得到广泛重视。在耐旱植物中分离并克隆显著提高植物耐旱性的基因是转基因技术中耐旱基因的选择有效方法之一。苦豆子(Sophora alopecurides L.)是豆科槐属多年生小灌木,广泛分布于我国西北部干旱荒漠地区,具有耐旱、耐盐碱和耐寒的特性,是抗逆基因丰富的基因资源库。本实验从苦豆子苗期cDNA酵母表达文库筛选得到一个耐旱相关基因半胱氨酸蛋白酶SaCP1,并对此基因进行了初步的结构分析和功能验证。主要研究结果如下:1.对苗期苦豆子进行耐旱指标鉴定,结果表明,苦豆子具有强耐旱能力。2.从苦豆子苗期cDNA酵母表达文库中克隆SaCP1基因。SaCP1 ORF全长为534 bp,编码177个氨基酸残基,预测相对分子质量为19.075 KDa。蛋白质三级结构预测结果表明,该基因属于木瓜蛋白酶家族。3.利用荧光定量PCR技术对SaCP1基因进行基因表达分析,结果表明,SaCP1在苦豆子叶片、茎秆、根系中均表达,且在根部表达量最高。4.对苦豆子进行盐(NaCl)、碱(NaHCO_3)、干旱(PEG6000)处理后,进行苦豆子苗期转录组测序,结果表明,SaCP1在盐、干旱胁迫下表达量上调,在碱胁迫下表达量下调。SaCP1参与细胞凋亡过程。5.对转入SaCP1基因的酿酒酵母INVSC1 Ura缺陷型进行高渗透胁迫处理,结果表明,SaCP1基因提高了酿酒酵母INVSC1 Ura缺陷型的高渗透胁迫耐受性。6.利用豆科模式转化系统将SaCP1基因转化发根农杆菌K599,侵染大豆子叶节,对转基因大豆发状根进行干旱胁迫(山梨醇)和盐胁迫(NaCl),结果表明,与对照相比,转SaCP1的大豆发状根的耐旱性和耐盐性显著提高,说明SaCP1能提高转基因大豆根系的耐旱性和耐盐性。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S793.9;Q943.2
【部分图文】：

栽至 NaCl 含量 1.2% 的 Hoaglan养液和 PEG6000 含量 8% 的 Ho每个处理的苦豆子植株根部，用诺禾致源公司进行苦豆子转录组DNA 全长序列的获得的pyesdest52 质粒为模板，设计引到全长 534 bp 的 DNA 片段（后转化至大肠杆菌 DH5α中，转至生工生物工程股份有限公司进一致，将它命名为 SaCP1。

第三章 SaCP1 克隆及初步分析3.3.3 SaCP1 基因的序列分析及所编码的蛋白的结构功能预测SaCP1 的 ORF 全长 534 bp，编码 177 个氨基酸残基，等电点 pI=8.07，Mw=19066.64；亚细胞定位预测为分泌蛋白（图 3.2）；蛋白三级结构预测显示SaCP1 属于木瓜蛋白酶家族，二级结构包括 3 个 α 螺旋和 10 个 β 链（。图 3.3）。

SaCP1 的 ORF 全长 534 bp，编码 177 个氨基酸残基，等电点 pI=8.07，Mw=19066.64；亚细胞定位预测为分泌蛋白（图 3.2）；蛋白三级结构预测显示SaCP1 属于木瓜蛋白酶家族，二级结构包括 3 个 α 螺旋和 10 个 β 链（。图 3.3）。图 3.2 SaCP1 在 BaCeILo 中亚细胞定位预测结果Fig.3.2 The subcellular localization prediction result of SaCP1 in BaCelLo
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1 赵亚男;苦豆子半胱氨酸蛋白酶SaCP1基因的克隆及功能验证[D];吉林大学;2019年

本文编号：2871326