山核桃SVP基因功能研究

发布时间：2020-11-09 15:01

　　 SVP基因是植物花发育过程中关键的抑制因子。尽管其主要功能已被探明,但在不同物种中存在着物种特异性的功能。为了揭示SVP基因的进化历史和模式;探究山核桃SVP基因(CcSVP)对于植株的形态、花期的影响;鉴定与CcSVP存在蛋白互作的花发育相关基因及具体发挥作用的结构域。本研究利用生物信息学手段分析SVP基因的进化历史以及进化过程中受到的选择压力;通过农杆菌介导侵染异源转化拟南芥来探究CcSVP基因发挥的功能;并使用酵母双杂研究CcSVP与其上下游基因的互作情况。主要结果如下:1.系统发育分析表明:SVP基因在进化过程中受到纯化选择,向着越来保守的方向发展,说明SVP基因的功能与结构已经趋于稳定。这些选择压力作用的具体位点分布在MADS-box和K-box,它们的改变是导致SVP基因与AGL24、JOINTLESS产生分化的重要原因之一;2.转基因研究表明:CcSVP在拟南芥中过表达会造成花期延迟、延长/花瓣缺失、雄蕊短且稀少、侧枝减少、果荚短小。这表明CcSVP对于植株的形态建成、花期、花型、果实发育均有着重要的影响;3.全长蛋白互作实验表明:CcSVP能够与CcAP1、CcSOC1发生互作,且CcSVP与CcAP1的互作强度强于CcSVP与CcSOC1的互作;CcSVP不与CcFLC互作;4.截短体蛋白互作实验表明:CcSVP与CcAP1的单一结构域无法单独完成与全长蛋白的互作,需要复数个结构域甚至全长蛋白才能发挥其互作功能。
【学位单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q943.2
【部分图文】：

图 1.1 MIKC 型 MADS-box 蛋白结构[28]Figure 1.1 Domain structure of MICK-type MADS-box proteins1.1.1 MADS（M）域M 域 MADS-box 基因的核心结构域，位于 N 端且在四个结构域中最为保守[29]，通常由 MADS-box 基因的首个外显子编码（约 180 bp），这一结构域在各类生物中都高度保守[30]。和许多其他真核转录因子一样，M 域蛋白具有模块化结构组织[31]，这为进一步细分这些蛋白和组织提供了基础。M 域的主要功能是与 DNA 序列中的 CArG-box（CC[A/T]6GG）基序直接的特异性结合[28]，同时也具有形成二聚体和结合辅助因子功能[30]。由于植物基因组中存在很多类似的 CArG-box 基序，因此预测 MADS-box 蛋白结合的目标基因具有很大的难度[32]。1.1.2 Intervening（I）域I 域是 M 域和 K 域之间的一段非保守结构域，含有较多亲水性残基。较之

山核桃 SVP 基因功能研究具有上位性，在发挥功能时具有优先级。第 1、2 时期，AP1 能够与 SVP 或 AGL24互作形成能够抑制控制花器官形成的基因表达的二聚体。此时花分生组织增大，花原基不分化。第 2 时期末，SVP 和 AGL24 的表达被抑制，AP1 蛋白则与SEPALLATA（SEP）蛋白发生互作，花器官的发育也就开始了[48]。

图 2.1 SVP 同源基因系统发育示意树Figure 2.1 Preliminary phylogenetic tree of SVP homologous genes为进一步分析 SVP/AGL24/JOINTLESS 这一进化枝的进化与分化，了的系统发育过程，将该进化枝单独进行系统发育分析，最佳拟合进化模型示 GTR+G+I 模型最适（附录 B）。利用 RaxML-NG 的 ML 法在 GTR+G+下构建 SVP/AGL24/JOINTLESS 进化枝的蛋白系统发育树（图 2.2），以基植物无油樟以及单子叶植物作为外力群。并且对该分枝的物种分布及数量统计（表 2.1）。统计结果显示，在 SVP/AGL24/JOINTLESS 进化枝总计含有 52 条蛋白其中核桃具有最高的成员数量，而无油樟则仅有 1 个成员。SVP、AGL24JOINLESS 分枝不含有禾本科植物。总体来说， SVP/AGL24/JOINTLESS 及其 3 个小分枝在大部分物种中维持着较为稳定的成员数量。值得注意的果杨和大豆虽然具有较之其他物种拥有较多的成员数量，但那是由于它们部内部发生的全基因组复制事件导致[99, 100]，因此与分支中基因数量总体
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

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本文编号：2876596