温度胁迫下小麦脱水蛋白WZY2的功能及其K片段调控研究

发布时间：2021-12-12 01:50

　　脱水蛋白即胚胎发育晚期丰富蛋白第二家族蛋白,其参与多种非生物胁迫（如干旱、冷害、高温、高盐、过氧化和重金属污染等）和生物胁迫（如真菌、细菌、病毒、虫害和杂草等）的调控。脱水蛋白至少含有1个K片段,该片段被认为是参与形成螺旋结构的关键保守序列。研究该蛋白结构、功能、作用机制,以及K片段在其中所发挥作用,为小麦抗逆机制奠定理论基础。脱水蛋白WZY2属于YSK2型,受低温、干旱、厌氧、ABA等诱导。本研究以WZY2为主体构建了4个重组蛋白,分别缺失K1片段、K2片段、Y+S片段和K1+K2片段,命名为ΔK1、ΔK2、ΔYS和ΔK1K2。通过分析WZY2及其重组蛋白对胁迫下大肠杆菌活力、乳酸脱氢酶活性的保护作用,以及它们在小麦叶表皮细胞中的分布和动态变化,探究脱水蛋白WZY2在胁迫中的功能,和K片段在其中扮演的角色。同时,比较了WZY2基因和WZY2蛋白在冬小麦郑引1号和春小麦中国春的地上部和地下部的相对表达量的变化,分析WZY2在不同耐寒性小麦的不同组织中的不同表达策略。通过以上研究,获得了如下结论:1.WZY2能够维持大肠杆菌在不同胁迫（包括低温（0oC）、高温（50oC）、过氧化（2.0... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 脱水蛋白的研究现状
        1.1.1 脱水蛋白的定义与结构
        1.1.2 脱水蛋白的分类
        1.1.3 脱水蛋白保守元件的功能
    1.2 脱水蛋白的定位
        1.2.1 脱水蛋白组织水平的定位
        1.2.2 脱水蛋白亚细胞水平的定位
    1.3 温度胁迫相关的脱水蛋白
        1.3.1 低温胁迫相关的脱水蛋白
        1.3.2 低温胁迫下脱水蛋白的作用机制
        1.3.3 高温胁迫相关的脱水蛋白
    1.4 本研究的目的和意义
第二章 不同胁迫下小麦脱水蛋白WZY2及其重组蛋白对大肠杆菌活力的影响
    2.1 材料
        2.1.1 载体与菌种
        2.1.2 主要试剂与设备
    2.2 方法
        2.2.1 构建脱水蛋白WZY2及其重组蛋白的表达载体
        2.2.2 WZY2及其重组蛋白的生物信息学分析
        2.2.3 原核细胞表达条件筛选
        2.2.4 对表达WZY2及其重组蛋白的大肠杆菌的多种胁迫
        2.2.5 数据统计分析
    2.3 结果
        2.3.1 WZY2及其重组蛋白表达载体构建与表达条件确定
        2.3.2 WZY2及其重组蛋白的生物信息学分析
        2.3.3 温度胁迫下WZY2及其重组蛋白对大肠杆菌活力的影响
        2.3.4 过氧化胁迫下WZY2及其重组蛋白对大肠杆菌活力的影响
        2.3.5 金属离子胁迫下WZY2及其重组蛋白对大肠杆菌活力的影响
    2.4 讨论
第三章 温度胁迫下小麦脱水蛋白WZY2及其重组蛋白对乳酸脱氢酶的保护作用
    3.1 材料
        3.1.1 载体与菌种
        3.1.2 主要试剂与设备
    3.2 方法
        3.2.1 WZY2及其重组蛋白的提取和纯化
        3.2.2 WZY2及其重组蛋白对LDH的保护功能分析
        3.2.3 数据统计分析
    3.3 结果
        3.3.1 WZY2及其重组蛋白的提取和纯化
        3.3.2 低温胁迫下WZY2及其重组蛋白对LDH保护的影响
        3.3.3 高温胁迫下WZY2及其重组蛋白对LDH保护的影响
    3.4 讨论
第四章 低温胁迫下小麦脱水蛋白WZY2及其重组蛋白在细胞内的分布和动态变化
    4.1 材料
        4.1.1 载体与菌种
        4.1.2 植物材料
        4.1.3 主要试剂与设备
    4.2 方法
        4.2.1 构建脱水蛋白WZY2及其重组蛋白的亚细胞定位载体
        4.2.2 培育小麦幼苗
        4.2.3 基因枪法转化小麦叶表皮细胞
        4.2.4 低温胁迫下观察脱水蛋白WZY2及其重组蛋白的定位和动态变化
    4.3 结果
        4.3.1 脱水蛋白WZY2及其重组蛋白亚细胞定位载体构建
        4.3.2 脱水蛋白WZY2的亚细胞定位
        4.3.3 WZY2在冬小麦和春小麦叶表皮细胞内不同的动态变化
        4.3.4 WZY2重组蛋白在冬小麦和春小麦叶表皮细胞内不同的动态变化
    4.4 讨论
第五章 低温胁迫下小麦脱水蛋白WZY2在不同类型小麦中的表达特征
    5.1 材料
        5.1.1 植物材料
        5.1.2 主要试剂与设备
    5.2 方法
        5.2.1 培养小麦幼苗
        5.2.2 低温复温处理小麦幼苗
        5.2.3 提取RNA
        5.2.4 反转录合成cDNA
        5.2.5 实时荧光定量PCR
        5.2.6 植物总蛋白提取
        5.2.7 West blot分析
        5.2.8 数据统计分析
    5.3 结果
        5.3.1 小麦地上部和地下部的RNA提取与cDNA反转录
        5.3.2 小麦地上部和地下部的总蛋白提取与Weatern blot分析
        5.3.3 低温和复温处理下WZY2和WZY2在冬小麦不同组织中的相对表达量
        5.3.4 低温和复温处理下WZY2和WZY2在春小麦不同组织中的相对表达量
    5.4 讨论
第六章 小麦脱水蛋白WZY2与DHN14和WCOR80的对比
    6.1 材料
        6.1.1 载体与菌种
        6.1.2 主要试剂与设备
    6.2 方法
        6.2.1 构建脱水蛋白DHN14和WCOR80的表达载体
        6.2.2 脱水蛋白DHN14和WCOR80的生物信息学分析
    6.3 结果
        6.3.1 脱水蛋白DHN14和WCOR80表达载体构建
        6.3.2 脱水蛋白WZY2与DHN14的对比
        6.3.3 脱水蛋白WZY2与WCOR80的对比
    6.4 讨论
第七章 结论
参考文献
缩略词表
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]小麦WZY2基因RNA干扰表达载体的构建及遗传转化[J]. 苏君艺,陆璇璇,朱维宁,张林生.  西北农林科技大学学报(自然科学版). 2012(11)
[2]水分胁迫下小麦叶片类脱水素表达及亚细胞定位[J]. 豆玲,张林生,邢东.  农业生物技术学报. 2011(04)
[3]干旱胁迫下小麦叶片脱水素的表达与水分的关系[J]. 于茜,张林生.  西北农林科技大学学报(自然科学版). 2010(02)
[4]小麦脱水素基因WZY2的克隆及其序列分析[J]. 黄发平,张林生,王路平,蒋斌,文建雷.  西北农林科技大学学报(自然科学版). 2009(02)

硕士论文
[1]低温对小麦脱水蛋白WZY2亚细胞定位的影响[D]. 吕慧.西北农林科技大学 2014



本文编号：3535780