大豆蔗糖转运蛋白基因GmSUT4克隆表达及功能初步研究
发布时间：2021-09-02 05:20
大豆（Glycine max）是重要的经济作物,具有丰富的营养价值。大豆对盐害敏感,高盐胁迫下大豆的生长受阻、品质降低且产量下降。蔗糖转运蛋白（Sucrose transporter,SUT）负责糖类物质在植物体内的跨膜运输,在植物响应逆境过程中发挥重要作用。目前已有多个大豆SUT基因被克隆鉴定,但主要集中在对基因生物学信息分析上,其在响应逆境中的作用却鲜有报道。因此,深入研究大豆SUT基因的功能,对理解该基因在大豆生长发育、响应逆境方面的作用具有重要意义。本研究克隆鉴定了大豆GmSUT4基因,对该基因的生物信息学、组织表达、亚细胞定位和盐胁迫下生理指标的变化等进行分析,利用VIGS技术初步对基因功能进行了验证,构建用于遗传转化的pBI121过表达载体和CRISPR/Cas9敲除载体,为今后全面研究该基因的功能奠定基础。主要研究结果如下:1、根据NCBI数据库中SUT4序列信息同源克隆获得GmSUT4基因。GmSUT4基因CDS序列全长1623 bp,编码537个氨基酸,分子质量为57869.35 Da,理论等电点9.43,含有GPH与MFS功能结构域,属于疏水性蛋白。GmSUT4与其...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大豆总RNA检测Fig.2-1DetectionoftotalRNAinsoybean
广西大学硕士学位论文大豆蔗糖转运蛋白基因GmSUT4克隆表达及功能初步研究20图2-1大豆总RNA检测Fig.2-1DetectionoftotalRNAinsoybean以大豆叶片RNA反转录得到的cDNA为模板扩增目的基因，结果如图2-2所示，电泳扩增目的片段约1700bp，与预期结果相符，测序结果显示该片段长度1765bp，ORF长度为1623bp，编码537个氨基酸，序列比对后该序列和大豆GmSUT4（基因登入号：XM_006578191.3）结果一致,表明已成功克隆GmSUT4基因。图2-2GmSUT4凝胶电泳Fig.2-2AgarosegelelectrophoresisofGmSUT42.3.2GmSUT4生物信息学分析2.3.2.1结构域分析使用NCBI网站上的CD-search分析GmSUT4蛋白结构域，结果显示该蛋白属于GPH和MFS超家族的一员（图2-3），与其他已知SUT家族成员相同。通过MEME软件对GmSUT4的结构域保守性的预测结果表明，GmSUT4所包含的3个保守结构均位于GPH和MFS结构域内（图2-4）。
广西大学硕士学位论文大豆蔗糖转运蛋白基因GmSUT4克隆表达及功能初步研究21图2-3GmSUT4蛋白保守结构域Fig.2-3PutativeconserveddomainofGmSUT4图2-4GmSUT4结构域保守性分析Fig.2-4AnalysisofmotifcompositionsofGmSUT42.3.2.2蛋白成分组成分析利用ProParam分析GmSUT4的蛋白组成，结果显示该蛋白中的Ala、Gly、Leu这三个氨基酸含量较高，总和占全部氨基酸的32.6%，而其他氨基酸的含量较低，大部分氨基酸含量均在5%以下。蛋白的分子式为C2662H4122N708O705S17，分子质量为57869.35Da，理论等电点（pI）9.43，肽链中含有37个带正电荷的氨基酸残基；带负电荷的氨基酸残基为26个，亲疏水性平均值（GRAVY）：0.399。Proscale预测的亲疏水性结果表明该蛋白属于疏水性蛋白（图2-5）。图2-5GmSUT4氨基酸亲水性分析Fig.2-5ThehydropathyanalysisofGmSUT4aminoacids2.3.2.3蛋白跨膜结构分析与亲疏水性分析使用TMHMM分析GmSUT4的跨膜结构域（图2-6）。结果表明，其具有12个跨膜结构位点，跨膜的氨基酸预期数为260.48962，在该蛋白质的前60个氨基酸中其预期数为17个，N-端在膜的胞质一侧的总概率是0.99015，推测该蛋白具有跨膜结构。
【参考文献】：
期刊论文
[1]NaCl胁迫对黑籽南瓜生长和生理特性的影响[J]. 高婷,张杰,马瑞红,杨正安,谢俊俊. 江苏农业科学. 2020(06)
[2]2种紫花苜蓿耐盐生理特性的初步研究[J]. 黄婷,麻冬梅,王文静,赵丽娟,马巧利,蔡进军. 水土保持学报. 2020(02)
[3]利用CRISPR/Cas9系统敲除葡萄中VviEDR2提高对白粉病的抗性[J]. 杨禄山,郭晔,胡洋,文颖强. 园艺学报. 2020(04)
[4]利用CRISPR/Cas9系统构建人源结肠癌SAMHD1基因敲除细胞株及其功能的初步研究[J]. 张洲,操孙润,武晋英,马孟涛,宋晓宇. 中国医科大学学报. 2020(03)
[5]2020年大豆产业发展趋势与政策建议[J]. 王新刚,喻佳节,司伟. 大豆科技. 2020(01)
[6]柑橘磷酸蔗糖合酶基因CsSPS的鉴定和表达[J]. 魏清江,马张正,勒思,雷常玉,马巧利,辜青青. 园艺学报. 2020(02)
[7]紫花苜蓿MsSQE1的克隆及对皂甙合成的功能分析[J]. 康俊梅,张俏燕,蒋旭,王珍,张铁军,龙瑞才,崔会婷,杨青川. 中国农业科学. 2020(02)
[8]NaCl胁迫对大豆生理特征的影响[J]. 于磊,刘宗林,徐宗艺,屈申,杨少彤. 安徽农业科学. 2019(24)
[9]利用CRISPR/Cas9系统对人A549肺癌细胞NRF2基因的稳定敲除及其功能研究[J]. 龚美玲,张琳琳,郑翠侠. 中国癌症杂志. 2019(11)
[10]高粱SUT基因家族的生物信息学分析[J]. 蔡欣月,李志江,程欣然,杨天宝,杨小轩,刘磊,戴凌燕. 基因组学与应用生物学. 2020(02)
博士论文
[1]拟南芥和菘蓝SEP3基因不同剪接本以及菘蓝IiSEP1和IiSEP2基因功能研究[D]. 马燕勤.西北大学 2019
[2]苹果蔗糖转运蛋白MdSUT2.2应答干旱和盐胁迫调控糖含量的分子机制[D]. 马齐军.山东农业大学 2018
[3]杨树糖转运体SWEETs和SUT4的功能分析[D]. 张利.中国林业科学研究院 2016
[4]SQ-1诱导的小麦雄性不育花药物质代谢及miRNA研究和不育相关基因F8-1的功能分析[D]. 宋瑜龙.西北农林科技大学 2015
[5]拟南芥AtSUC2和AtSUC4对理化逆境及外源ABA的响应[D]. 弓雪.沈阳农业大学 2013
[6]大豆鲜籽粒蔗糖含量的研究及糖代谢相关基因的克隆与功能分析[D]. 侯金锋.南京农业大学 2012
硕士论文
[1]拟南芥亲免蛋白FKBP17-3功能的研究[D]. 霍艳爽.西北大学 2019
[2]马铃薯StSUT基因的表达分析及StSUT2基因表达载体的构建[D]. 田泽.兰州理工大学 2019
[3]苹果属山定子MbNAC25与MbNAC29基因的克隆与功能分析[D]. 丁海滨.东北农业大学 2019
[4]小麦转录因子TaC2H2ZF参与盐碱胁迫应答的功能研究[D]. 王丽.山东大学 2019
[5]毛竹PhSUT4基因的功能研究[D]. 罗丹.西南科技大学 2019
[6]莲藕PIP家族基因的克隆、表达分析及载体构建[D]. 杨健君.扬州大学 2018
[7]过表达SlSUT4对番茄生长和抗旱性的影响[D]. 连昭远.西北农林科技大学 2018
[8]蔗糖转运蛋白AtSUC9在拟南芥适应非生物胁迫过程中的作用及其机制[D]. 贾婉秋.沈阳农业大学 2016
[9]桃蔗糖转运蛋白基因的功能验证与PpSUT2蛋白表达分析[D]. 魏新娜.河南农业大学 2016
[10]矮牵牛PhCESA3基因功能鉴定[D]. 杨伟苑.华南农业大学 2016
本文编号：3378396
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大豆总RNA检测Fig.2-1DetectionoftotalRNAinsoybean
广西大学硕士学位论文大豆蔗糖转运蛋白基因GmSUT4克隆表达及功能初步研究20图2-1大豆总RNA检测Fig.2-1DetectionoftotalRNAinsoybean以大豆叶片RNA反转录得到的cDNA为模板扩增目的基因，结果如图2-2所示，电泳扩增目的片段约1700bp，与预期结果相符，测序结果显示该片段长度1765bp，ORF长度为1623bp，编码537个氨基酸，序列比对后该序列和大豆GmSUT4（基因登入号：XM_006578191.3）结果一致,表明已成功克隆GmSUT4基因。图2-2GmSUT4凝胶电泳Fig.2-2AgarosegelelectrophoresisofGmSUT42.3.2GmSUT4生物信息学分析2.3.2.1结构域分析使用NCBI网站上的CD-search分析GmSUT4蛋白结构域，结果显示该蛋白属于GPH和MFS超家族的一员（图2-3），与其他已知SUT家族成员相同。通过MEME软件对GmSUT4的结构域保守性的预测结果表明，GmSUT4所包含的3个保守结构均位于GPH和MFS结构域内（图2-4）。
广西大学硕士学位论文大豆蔗糖转运蛋白基因GmSUT4克隆表达及功能初步研究21图2-3GmSUT4蛋白保守结构域Fig.2-3PutativeconserveddomainofGmSUT4图2-4GmSUT4结构域保守性分析Fig.2-4AnalysisofmotifcompositionsofGmSUT42.3.2.2蛋白成分组成分析利用ProParam分析GmSUT4的蛋白组成，结果显示该蛋白中的Ala、Gly、Leu这三个氨基酸含量较高，总和占全部氨基酸的32.6%，而其他氨基酸的含量较低，大部分氨基酸含量均在5%以下。蛋白的分子式为C2662H4122N708O705S17，分子质量为57869.35Da，理论等电点（pI）9.43，肽链中含有37个带正电荷的氨基酸残基；带负电荷的氨基酸残基为26个，亲疏水性平均值（GRAVY）：0.399。Proscale预测的亲疏水性结果表明该蛋白属于疏水性蛋白（图2-5）。图2-5GmSUT4氨基酸亲水性分析Fig.2-5ThehydropathyanalysisofGmSUT4aminoacids2.3.2.3蛋白跨膜结构分析与亲疏水性分析使用TMHMM分析GmSUT4的跨膜结构域（图2-6）。结果表明，其具有12个跨膜结构位点，跨膜的氨基酸预期数为260.48962，在该蛋白质的前60个氨基酸中其预期数为17个，N-端在膜的胞质一侧的总概率是0.99015，推测该蛋白具有跨膜结构。
【参考文献】：
期刊论文
[1]NaCl胁迫对黑籽南瓜生长和生理特性的影响[J]. 高婷,张杰,马瑞红,杨正安,谢俊俊. 江苏农业科学. 2020(06)
[2]2种紫花苜蓿耐盐生理特性的初步研究[J]. 黄婷,麻冬梅,王文静,赵丽娟,马巧利,蔡进军. 水土保持学报. 2020(02)
[3]利用CRISPR/Cas9系统敲除葡萄中VviEDR2提高对白粉病的抗性[J]. 杨禄山,郭晔,胡洋,文颖强. 园艺学报. 2020(04)
[4]利用CRISPR/Cas9系统构建人源结肠癌SAMHD1基因敲除细胞株及其功能的初步研究[J]. 张洲,操孙润,武晋英,马孟涛,宋晓宇. 中国医科大学学报. 2020(03)
[5]2020年大豆产业发展趋势与政策建议[J]. 王新刚,喻佳节,司伟. 大豆科技. 2020(01)
[6]柑橘磷酸蔗糖合酶基因CsSPS的鉴定和表达[J]. 魏清江,马张正,勒思,雷常玉,马巧利,辜青青. 园艺学报. 2020(02)
[7]紫花苜蓿MsSQE1的克隆及对皂甙合成的功能分析[J]. 康俊梅,张俏燕,蒋旭,王珍,张铁军,龙瑞才,崔会婷,杨青川. 中国农业科学. 2020(02)
[8]NaCl胁迫对大豆生理特征的影响[J]. 于磊,刘宗林,徐宗艺,屈申,杨少彤. 安徽农业科学. 2019(24)
[9]利用CRISPR/Cas9系统对人A549肺癌细胞NRF2基因的稳定敲除及其功能研究[J]. 龚美玲,张琳琳,郑翠侠. 中国癌症杂志. 2019(11)
[10]高粱SUT基因家族的生物信息学分析[J]. 蔡欣月,李志江,程欣然,杨天宝,杨小轩,刘磊,戴凌燕. 基因组学与应用生物学. 2020(02)
博士论文
[1]拟南芥和菘蓝SEP3基因不同剪接本以及菘蓝IiSEP1和IiSEP2基因功能研究[D]. 马燕勤.西北大学 2019
[2]苹果蔗糖转运蛋白MdSUT2.2应答干旱和盐胁迫调控糖含量的分子机制[D]. 马齐军.山东农业大学 2018
[3]杨树糖转运体SWEETs和SUT4的功能分析[D]. 张利.中国林业科学研究院 2016
[4]SQ-1诱导的小麦雄性不育花药物质代谢及miRNA研究和不育相关基因F8-1的功能分析[D]. 宋瑜龙.西北农林科技大学 2015
[5]拟南芥AtSUC2和AtSUC4对理化逆境及外源ABA的响应[D]. 弓雪.沈阳农业大学 2013
[6]大豆鲜籽粒蔗糖含量的研究及糖代谢相关基因的克隆与功能分析[D]. 侯金锋.南京农业大学 2012
硕士论文
[1]拟南芥亲免蛋白FKBP17-3功能的研究[D]. 霍艳爽.西北大学 2019
[2]马铃薯StSUT基因的表达分析及StSUT2基因表达载体的构建[D]. 田泽.兰州理工大学 2019
[3]苹果属山定子MbNAC25与MbNAC29基因的克隆与功能分析[D]. 丁海滨.东北农业大学 2019
[4]小麦转录因子TaC2H2ZF参与盐碱胁迫应答的功能研究[D]. 王丽.山东大学 2019
[5]毛竹PhSUT4基因的功能研究[D]. 罗丹.西南科技大学 2019
[6]莲藕PIP家族基因的克隆、表达分析及载体构建[D]. 杨健君.扬州大学 2018
[7]过表达SlSUT4对番茄生长和抗旱性的影响[D]. 连昭远.西北农林科技大学 2018
[8]蔗糖转运蛋白AtSUC9在拟南芥适应非生物胁迫过程中的作用及其机制[D]. 贾婉秋.沈阳农业大学 2016
[9]桃蔗糖转运蛋白基因的功能验证与PpSUT2蛋白表达分析[D]. 魏新娜.河南农业大学 2016
[10]矮牵牛PhCESA3基因功能鉴定[D]. 杨伟苑.华南农业大学 2016
本文编号：3378396
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3378396.html
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