拟南芥糖基转移酶基因UGT91C1抗除草剂磺草酮的作用分析

发布时间:2021-09-12 15:52
  随着现代农业水平不断提高,除草剂的使用日益广泛。植物由于自身代谢的特异性能够减弱或消除除草剂带来的伤害,获得除草剂抗性,是现阶段抗除草剂植物研究的重要理论依据。植物体如何广泛地应对除草剂的选择毒性,以此取得除草效益最大化成为人们最关注的问题。植物体内普遍存在的糖基转移酶能够对受体分子进行糖基化修饰,改变受体的物理特性及生物活性,因而在解除除草剂的毒性方面具有重要应用潜力。糖基转移酶家族成员数量众多,功能多种多样,大多数糖基转移酶成员的催化底物并不明确,功能并不清楚,值得深入研究。我们根据公开的芯片数据得知,拟南芥糖基转移酶基因UGT91C1受到人工合成的除草剂诱导后表达上调,因此推测该基因可能参与植物对除草剂的响应过程。本文对拟南芥糖基转移酶基因UGT91C1进行了相关研究,试图明确其对除草剂的生化活性以及抗除草剂的功能作用,进而探索植物糖基转移酶在培育抗除草剂作物上的应用潜力。主要研究内容与结果如下:首先应用qRT-PCR分析证明了糖基转移酶基因UGT91C1能够受多种除草剂的诱导表达上调。接着通过糖基转移酶蛋白的原核表达、纯化与体外生化酶活鉴定,发现糖基转移酶UGT91C1可以糖基... 

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拟南芥糖基转移酶基因UGT91C1抗除草剂磺草酮的作用分析


图3-2-3?t/Gr9/C/的原核表达载体的构建与酶切结果??A:表达载体pGEX-4T-3质粒图谱??B:?pGEX-4T-3-^/G:T9/C7?载体?Bam?H?I+A7i〇?1?双酶切验证(1383?bp)??

融合蛋白,草酮,除草剂


?山东大学硕士学位论文???蛋白纯化,通过SDS-PAGE进行目的蛋白检测结果如图3-2-4所示。B泳道为纯??化后的GST-UGT91C1融合蛋白,条带所处的位置位于70kDa-100kDa之间,与??预期中UGT91C1融合蛋白大小相一致,而在25?kDa-30?kDa大小之间也出现一??条微弱条带,应为融合蛋白中GST标签(?26?kDa)的脱离,这一现象在pGEX蛋??白纯化系统中较为常见。??A?B??lOOkDa???裏—??50kDa??^||||畴??45kDa???30kDa??:r??:5kDa???14kDa???图3-2-4纯化后UGT91C1融合蛋白的SDS-PAGE检测??A?:?Protein?Marker??8:08丁-1;0丁91(:1融合蛋白(?77.8让〇3)??2.2.2?UGT91C1融合蛋白活性鉴定??为鉴定糖基转移酶UGT91C1的糖基化底物,进一步明确t/G7P/C7在植物??体中发挥的功能,根据上文中基因受除草剂诱导表达情况,选取多种??除草剂作为底物进行体外酶促实验试图确定其作用底物,其中包括磺草酮、硝磺??草酮、2,4-D、溴苯腈、麦草畏,草胺膦、草甘膦、灭草烟等几种常用的除草剂,??对酶促反应体系进行HPLC检测,结果发现与不含有GST-UGT91C1的酶促反应??体系相比,GST-UGT91C1融合蛋白只对磺草酮具有糖基化活性,出现了新的产??物峰,而该融合蛋白对其他几种除草剂没有新的产物峰出现,即表明对磺草酮以??外的几种除草剂没有酶促活性。检测结果如图3-2-5和表3-1:??40??

草酮,反应体,糖基,融合蛋白


?山东大学硕士学位论文???V??,??2SOOOO??200000??b??S?150000?/??i?/??^?a??100000?/??&0000?\?i????丨■-——it?'?—?.??飞?????—..—..?—?—.I——....?1??0.0?5.0?10.0?15.0?20.0?25?0?300?min??图3-2-5糖基转移酶UGT91C1催化磺草酮HPLC检测结果??1:对照组(反应体系中不含有GST-UGT91C1融合蛋白)??2:实验组(反应体系中含有GST-UGT91C1融合蛋白)??a:磺草酮b:磺草酮糖苷??表3-1检测的不能够被UGT91C1糖基化修饰的部分除草剂种类??筛选的除草剂品种?有无酶促活性??2,4-D?无??麦草畏?无??草胺膦?无??草甘膦?无??灭草烟?无??漠苯腈?无??硝磺草酮?无??3拟南芥糖基转移酶基因£/Gr^C7转基因植株的获得??3.1拟南芥糖基转移酶f/Grwcj过表达体株系中基因表达水平的鉴定??糖基转移酶基因t/Gr9/C7单拷贝过表达纯合体己经由本实验室筛选获得,??经过繁种后对其基因表达水平进行了鉴定。??41??

【参考文献】:
期刊论文
[1]3-苯甲酰基-4-羟基香豆素衍生物的合成、晶体结构及其除草活性研究[J]. 刘斌,谢龙观,徐效华,李永红.  有机化学. 2011(12)



本文编号:3394510

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