水稻转录因子OsbZIP18和OsBCAT家族基因的功能研究
发布时间：2021-12-31 00:46
缬氨酸（Val）、亮氨酸（Leu）和异亮氨酸（Ile）是人体内不能合成,只能从食物中获取的必需氨基酸。因α-碳上含有分支脂肪烃链被称为支链氨基酸（BCAAs）。支链氨基酸在植物中的合成途径研究的已经比较清楚,但是BCAAs生理功能及调控机制还知之甚少。在本研究中,我们初步探究了支链氨基酸在水稻中的生理功能,并鉴定了一个调控水稻叶片BCAAs含量自然变异的转录因子Osb ZIP18。支链氨基酸转氨酶（BCAT）是BCAAs合成途径中的关键酶,在BCAAs的合成过程中发挥重要作用。同源序列分析显示,水稻有5个BCATs成员Os BCAT1-Os BCAT5。在酵母中异源表达Os BCAT1/2/4/5能够部分恢复酵母突变体BCAAs营养缺陷的表型,表明这4个基因具有BCAT的功能。Os BCAT4和Os BCAT5均定位于叶绿体,超量表达Os BCAT4和Os BCAT5增加根和地上部Val和Ile含量,而敲除Os BCAT4和Os BCAT5显著降低了根中Val和Ile的含量,表明Os BCAT4和Os BCAT5主要负责水稻中Val和Ile的合成。在营养充足的培养条件下,与野生型ZH1...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植物中亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸的生物合成途径(Galilietal2016)
华中农业大学2020届博士研究生毕业论文81.2.3BCAAs的降解虽然BCAAs对植物有很重要的作用，但BCAAs过量存在时对机体也会造成不良的影响，有效的降解就变得非常重要。BCAAs还是许多代谢物生成的前体物质，BCAAs可以作为TCA循环中间体琥珀酰辅酶A和乙酰辅酶A的前体，以及线粒体电子传输链的直接电子供体(Ishizakietal2005;Ishizakietal2006;Araujoetal2010;Araujoetal2011)。在植物细胞内BCAAs的稳态水平方面起着关键作用的是BCAAs分解途径中的各种异构酶(Maloneyetal2010)（图3）。在植物中，已经检测到并鉴定了降解BCAAs的各种酶和酶活性。它们与动物中的酶同源性很高，具有相似的生化功能，大部分酶定位在线粒体(Andersonetal1998;Daschneretal2001)。还有一些参与Val降解的酶定位在过氧化物酶体(Langeetal2004;Reumannetal2004)。这些结果表明，BCAAs的分解与生物合成区域是分开的。图3.植物中支链氨基酸的降解途径(Angelovicietal2013)Figure3.Degradationpathwayofbranchedchainaminoacidsinplants(Angelovicietal2013)
华中农业大学2020届博士研究生毕业论文12图4.bZIP转录因子的结构模型(Droege-Laseretal2018)A.bZIP结构域的二聚体的结构模型CREB（https://commons.wikimedia.org）。B.bZIP结构域的示意图，由基本DNA结合区（蓝色）和相邻的ZIP结构域（灰色）组成。Figure4.StructuralaspectsofbZIPtranscriptionfactors.(Droege-Laseretal2018)A.StructuralmodelofadimerofthebZIPdomains,exemplifiedfortheprototypichumanTF,CREB(https://commons.wikimedia.org).B.SchematicrepresentationofthebZIPdomain,consistingofabasicDNA-bindingregion(blue)andtheadjacentZIPdomain(grey).1.3.2拟南芥中S-groupbZIP研究进展拟南芥中，S-group是拟南芥中最大的group，通常是无内含子的bZIP基因，编码大约20kD大小的小转录因子蛋白。S-group又分成多个小组，对其中group内的S1成员（bZIP1、bZIP2、bZIP11、bZIP44、bZIP53）进行详细描述(Droege-Laseretal2018)。C-group的bZIPs（bZIP9、bZIP10、bZIP25、bZIP63）优先与S1成员异构化形成异源二聚体，并且在植物营养饥饿信号中发挥重要功能，被称作为C/S1-bZIP网络(Ehlertetal2006;Weltmeieretal2006;Droege-LaserandWeiste2018)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Light promotes jasmonate biosynthesis to regulate photomorphogenesis in Arabidopsis[J]. Rong Yi,Jianbin Yan,Daoxin Xie. Science China（Life Sciences）. 2020(07)
[2]Branched-chain amino acids regulate plant growth by affecting the homeostasis of mineral elements in rice[J]. Cheng Jin,Yangyang Sun,Yuheng Shi,Yuanyuan Zhang,Kai Chen,Yuan Li,Guige Liu,Fang Yao,Deng Cheng,Jie Li,Junjie Zhou,Lianghuan Qu,Xianqing Liu,Jie Luo. Science China（Life Sciences）. 2019(08)
本文编号：3559297
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植物中亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸的生物合成途径(Galilietal2016)
华中农业大学2020届博士研究生毕业论文81.2.3BCAAs的降解虽然BCAAs对植物有很重要的作用，但BCAAs过量存在时对机体也会造成不良的影响，有效的降解就变得非常重要。BCAAs还是许多代谢物生成的前体物质，BCAAs可以作为TCA循环中间体琥珀酰辅酶A和乙酰辅酶A的前体，以及线粒体电子传输链的直接电子供体(Ishizakietal2005;Ishizakietal2006;Araujoetal2010;Araujoetal2011)。在植物细胞内BCAAs的稳态水平方面起着关键作用的是BCAAs分解途径中的各种异构酶(Maloneyetal2010)（图3）。在植物中，已经检测到并鉴定了降解BCAAs的各种酶和酶活性。它们与动物中的酶同源性很高，具有相似的生化功能，大部分酶定位在线粒体(Andersonetal1998;Daschneretal2001)。还有一些参与Val降解的酶定位在过氧化物酶体(Langeetal2004;Reumannetal2004)。这些结果表明，BCAAs的分解与生物合成区域是分开的。图3.植物中支链氨基酸的降解途径(Angelovicietal2013)Figure3.Degradationpathwayofbranchedchainaminoacidsinplants(Angelovicietal2013)
华中农业大学2020届博士研究生毕业论文12图4.bZIP转录因子的结构模型(Droege-Laseretal2018)A.bZIP结构域的二聚体的结构模型CREB（https://commons.wikimedia.org）。B.bZIP结构域的示意图，由基本DNA结合区（蓝色）和相邻的ZIP结构域（灰色）组成。Figure4.StructuralaspectsofbZIPtranscriptionfactors.(Droege-Laseretal2018)A.StructuralmodelofadimerofthebZIPdomains,exemplifiedfortheprototypichumanTF,CREB(https://commons.wikimedia.org).B.SchematicrepresentationofthebZIPdomain,consistingofabasicDNA-bindingregion(blue)andtheadjacentZIPdomain(grey).1.3.2拟南芥中S-groupbZIP研究进展拟南芥中，S-group是拟南芥中最大的group，通常是无内含子的bZIP基因，编码大约20kD大小的小转录因子蛋白。S-group又分成多个小组，对其中group内的S1成员（bZIP1、bZIP2、bZIP11、bZIP44、bZIP53）进行详细描述(Droege-Laseretal2018)。C-group的bZIPs（bZIP9、bZIP10、bZIP25、bZIP63）优先与S1成员异构化形成异源二聚体，并且在植物营养饥饿信号中发挥重要功能，被称作为C/S1-bZIP网络(Ehlertetal2006;Weltmeieretal2006;Droege-LaserandWeiste2018)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Light promotes jasmonate biosynthesis to regulate photomorphogenesis in Arabidopsis[J]. Rong Yi,Jianbin Yan,Daoxin Xie. Science China（Life Sciences）. 2020(07)
[2]Branched-chain amino acids regulate plant growth by affecting the homeostasis of mineral elements in rice[J]. Cheng Jin,Yangyang Sun,Yuheng Shi,Yuanyuan Zhang,Kai Chen,Yuan Li,Guige Liu,Fang Yao,Deng Cheng,Jie Li,Junjie Zhou,Lianghuan Qu,Xianqing Liu,Jie Luo. Science China（Life Sciences）. 2019(08)
本文编号：3559297
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