拟南芥多梳蛋白突变体胚性结构中中性油脂积累的机制研究

发布时间：2017-06-20 20:02

  本文关键词：拟南芥多梳蛋白突变体胚性结构中中性油脂积累的机制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多梳蛋白(PcG)作为关键的表观调控因子,主要构成两种抑制复合体(Polycomb Repressive Complex):PRC1和PRC2。PRC1和PRC2参与植物生长发育的各个阶段并起着重要的调控作用。已有研究表明：在拟南芥PRC复合体功能缺失突变体(PRC1:ring1a ring1b, PRC2:swn3 clf29)中,由于PRC的功能缺失导致胚性结构(EC, embryonic callus)的产生且在EC中有中性油脂(TAG)的积累。本研究用细胞学、生物信息学、分子生物学等方法对ring1a ring1b, swn3 clf29突变体EC中中性油脂积累机制进行了初步研究,获得以下结果：1、组织化学染色及激光共聚焦显微镜观察结果显示：在ring la ringlb和swn3clf29突变体的EC中均有中性油脂的积累,且能形成明显的油体(OB, oilbody)2、分别对ring1a ring1b、swn3 clf29和Col-0的种子和叶片的脂肪酸进行薄层层析(TLC)分析,结果表明：在种子中均含有大量的中性油脂TAG,在叶片中主要包含FFA (Free fatty acid)和二酰甘油(DAG)。而EC中既积累了大量TAG,又存在FFA和DAG,因此EC中储藏的油脂兼具种子油脂和叶片油脂特性。3、气相色谱GC分析表明EC中主要含有棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸,其脂肪酸组分和比例与Col-0种子相似,而ring1a ring1b突变体种子脂肪酸组分与野生型种子一致,但含量有所区别,主要以油酸为主。4、转录组芯片进一步证实：ring1a ring1b和swn3 clf29中分别有2954和3017个基因表达上调。其中,在ring1a ring1b和swn3 c1f29中均上调且具H3K27三甲基化(H3K27me3)修饰的基因有275个,它们大多与油脂合成代谢相关。这暗示了组蛋白H3K27me3修饰与EC中的油脂积累相关。5、Q-PCR结果显示：在EC中,与油脂合成相关转录因子(如ABI3)、合成油体的相关基因(如OLEO4)、油脂转运或种子储存基因(如SESA1)表达均显著上调；ChIP结果表明在FUS3、LTP4和OLEO4的启动子区域(P)、转录起始位点(A)及3’末端区域(C)三个位点H3K27me3的水平均下降。综上所述：由于油脂合成相关的转录因子、油体合成相关基因和油脂转移途径相关基因位点的H3K27me3水平下降,使EC中与油脂合成途径相关基因上调,从而导致大量中性油脂的积累。
【关键词】：PRC突变体 胚性结构 油体 脂肪酸组分 H3K27三甲基化
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q946
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言10-20
• 1 多梳抑制蛋白复合体(PRC)10-13
• 1.1 多梳蛋白(PcG)10
• 1.2 多梳抑制复合体1(Polycomb Repressive Complex1,PRC1)10-11
• 1.3 多梳抑制复合体2(Polycomb Repressive Complex2,PRC2)11-13
• 2 胚性结构(Embryonic callus,EC)13-14
• 3 植物油脂代谢(Plant Lipid Metabolism)14-18
• 3.1 脂肪酸合成(Fatty Acid Synthesis)14-15
• 3.2 TAG合成(Triacylglycerol Synthesis)15-17
• 3.3 油体合成(Oil Body Synthesis)17-18
• 4 本研究的主要目的与意义18-20
• 第二章 胚性结构中中性油脂的组织化学分析20-27
• 1 材料与方法20-23
• 1.1 材料20
• 1.1.1 供试材料20
• 1.1.2 分子生物学试剂20
• 1.1.3 仪器设备20
• 1.2 方法20-23
• 1.2.1 植物材料生长20-21
• 1.2.2 苏丹Ⅲ染色及体式显微镜观察21
• 1.2.3 冷冻切片、尼罗红染色及激光共聚焦显微镜观察21-23
• 2 结果与分析23-25
• 2.1 ring1a ring1b/swn3 clf29胚性结构的形态学观察23
• 2.2 ring1a ring1b/swn3 clf29胚性结构中油体分布情况23-24
• 2.3 ring1a ring1b/swn3 clf29胚性结构中油体形态观察结果24-25
• 3 讨论25-27
• 第三章 胚性结构脂肪酸组分分析27-34
• 1 材料与方法27-28
• 1.1 材料27
• 1.1.1 供试材料27
• 1.1.2 药品试剂27
• 1.1.3 仪器设备27
• 1.2 方法27-28
• 1.2.1 油脂提取和薄层层析(TLC)27-28
• 1.2.2 气相色谱(GC)28
• 2 结果与分析28-33
• 2.1 胚性结构薄层层析(TLC)分析结果28-30
• 2.2 胚性结构的脂肪酸组分分析30-33
• 2.2.1 脂肪酸各组分标准曲线建立30-31
• 2.2.2 胚性结构与种子、叶片的脂肪酸组分比较31-33
• 3 讨论33-34
• 第四章 胚性结构转录组芯片分析34-41
• 1 材料与方法34
• 1.1 材料34
• 1.1.1 供试材料34
• 1.1.2 分子生物学试剂34
• 1.2 方法：芯片分析34
• 2 结果34-39
• 2.1 文氏图分析34
• 2.2 油脂合成途径中上调基因的分析34-39
• 3 讨论39-41
• 第五章 胚性结构油脂合成途径关键基因与蛋白质相互作用分析41-53
• 1 材料与方法41-46
• 1.1 材料41
• 1.1.1 供试材料41
• 1.1.2 分子生物学试剂41
• 1.1.3 仪器设备41
• 1.2 方法41-46
• 1.2.1 RNA的提取和反转录41-43
• 1.2.1.1 RNA的提取41-42
• 1.2.1.2 反转录得到cDNA42-43
• 1.2.2 定量PCR(Q-PCR)43-44
• 1.2.3 染色体免疫共沉淀(ChIP)44-46
• 2 结果46-51
• 2.1 油脂代谢相关基因表达分析结果46-48
• 2.1.1 RNA提取和反转录结果46-47
• 2.1.2 Q-PCR结果分析47-48
• 2.2 油脂代谢相关基因的ChIP分析结果48-51
• 3 讨论51-53
• 第六章 全文总结与创新点53-55
• 1 总结53-54
• 2 创新点54-55
• 参考文献55-61
• 缩写表61-64
• 附录64-65
• 致谢65-67
• 作者简历67
• 论文发表情况67

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