葡萄和菠萝蛋白激酶超家族鉴定、进化及表达模式分析
发布时间：2023-11-25 05:32
翻译后修饰(PTMs)通常包括磷酸化、泛素化、甲基化、乙酰化和糖基化,大大增加了蛋白质的复杂性和动态反应。这些修饰导致蛋白质的结构发生变化,并调控蛋白活性、稳定性、亚细胞定位以及与其他蛋白质的相互作用。它们作为调控各种生物过程的关键机制而得到广泛研究。蛋白激酶(PKs)催化的蛋白磷酸化过程是翻译后修饰中重要的研究方向之一。蛋白激酶是真核生物基因组中最大的基因家族之一,参与细胞扩增、种子萌发、生长发育、花粉管生长、非生物和生物胁迫响应等多种细胞学和生物学过程。然而,相对于拟南芥、水稻和玉米等模式植物,蛋白激酶在园艺植物中的功能研究还十分有限。葡萄(Vitis vinifera)是世界上广受欢迎的一种水果,具有重要的经济价值。然而葡萄的生产与其他作物一样,需要解决会导致产量和果实质量下降的非生物和生物胁迫问题。菠萝(Ananas comosus)是一种重要的热带水果,它具有高水分利用率的碳同化途径,景天酸代谢途径(CAM)。CAM植物耗水量通常仅有C3植物的六分之一。葡萄和菠萝激酶组的比较分析有助于了解C3和CAM植物蛋白激酶家族的不同。本研究系统的鉴定了葡萄和菠萝中蛋白激酶,分析它们的扩...
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略语词表
第一章 文献综述
1.1 蛋白激酶定义
1.2 植物中的蛋白激酶研究进展
1.2.1 蛋白激酶超家族分类
1.2.2 植物蛋白激酶的扩增
1.3 景天酸代谢植物及其抗旱特性
1.3.1 C3植物
1.3.2 C4植物
1.3.3 景天酸代谢植物
1.3.4 蛋白激酶PPCK在景天酸代谢通路中的研究
1.4 本研究的目的和意义
第二章 葡萄激酶组的注释、分类以及其在发育和胁迫响应中表达模式分析
2.1 材料与方法
2.1.1 葡萄蛋白激酶鉴定和分类
2.1.2 多序列比对和构建进化树
2.1.3 内含子数目和基因染色体定位
2.1.4 亚细胞定位预测
2.1.5 串联复制和片段复制事件的鉴定
2.1.6 串联复制基因GO分析
2.1.7 同义替换率(Ks)、非同义替换率(Ka)以及选择模型的计算
2.1.8 葡萄蛋白激酶基因基因芯片表达数据分析
2.1.9 葡萄蛋白激酶家族共表达网络
2.1.10 植物材料生长条件与处理
2.1.11 RNA分离
2.1.12 引物设计和荧光定量PCR反应
2.1.13 统计分析
2.2 结果与分析
2.2.1 葡萄蛋白激酶的全基因组鉴定和分类
2.2.2 葡萄蛋白激酶的特点描述及亚细胞定位预测
2.2.3 葡萄串联复制蛋白激酶基因染色体定位和GO分析
2.2.4 复制事件非同义替换率和同义替换率以及选择压计算
2.2.5 不同葡萄组织中蛋白激酶基因表达模式分析
2.2.6 葡萄蛋白激酶家族响应胁迫处理的表达和共表达分析
2.2.7 葡萄蛋白激酶在干旱胁迫下RNA-Seq和定量PCR分析
2.3 讨论
2.3.1 葡萄激酶组特征
2.3.2 串联和片段复制对葡萄激酶组扩增具有很大贡献
2.3.3 葡萄激酶基因表达数据揭示其在生长发育和胁迫响应中的功能
第三章 葡萄转录组分析揭示多个响应干旱胁迫的蛋白激酶
3.1 材料与方法
3.1.1 植物材料生长条件及干旱处理
3.1.2 RNA提取和质量检测
3.1.3 转录组测序文库准备
3.1.4 聚类和测序
3.1.5 测序质量控制与拼接
3.1.6 差异表达基因GO和KEGG通路富集分析
3.1.7 差异表达基因中蛋白激酶和转录因子的鉴定
3.2 结果与分析
3.2.1 转录组数据测序和评估
3.2.2 差异表达基因鉴定与分析
3.2.3 差异表达基因GO功能富集分析
3.2.4 差异表达基因KEGG通路分析
3.2.5 响应干旱胁迫的蛋白激酶基因
3.2.6 差异表达转录因子分析
3.3 讨论
3.3.1 葡萄干旱胁迫下差异表达基因富集分析
3.3.2 蛋白激酶和转录因子参与葡萄干旱胁迫响应过程
第四章 菠萝激酶组的分类及其在景天酸代谢植物中的功能分析
4.1 材料与方法
4.1.1 菠萝蛋白激酶全基因组鉴定
4.1.2 序列比对和进化树构建
4.1.3 染色体定位与基因结构
4.1.4 亚细胞定位预测
4.1.5 串联和片段复制基因的鉴定
4.1.6 GO功能分析
4.1.7 复制事件非同义替换率和同义替换率的计算
4.1.8 可变剪切分析
4.1.9 RNA-Seq表达数据分析
4.1.10 共表达网络构建
4.2 结果与分析
4.2.1 菠萝蛋白激酶全基因组鉴定和分类
4.2.2 序列特点分析和亚细胞定位预测
4.2.3 染色体定位和复制事件
4.2.4 菠萝蛋白激酶可变剪切分析
4.2.5 蛋白激酶基因组织特异性表达
4.2.6 菠萝蛋白激酶昼夜表达和共表达模式
4.3 讨论
4.3.1 菠萝激酶组拥有一个很大的RLK组
4.3.2 菠萝激酶组的扩张和复制
4.3.3 菠萝蛋白激酶基因表达模式
第五章 葡萄和菠萝激酶组的比较分析
5.1 材料与方法
5.1.1 葡萄和菠萝蛋白激酶全基因组鉴定
5.1.2 25种植物物种激酶组分类
5.2 结果与分析
5.2.1 葡萄和菠萝激酶组中非RLK激酶家族分类比较
5.2.2 葡萄和菠萝激酶组中RLK激酶家族分类比较
5.2.3 不同植物中蛋白激酶分类比较
5.3 讨论
全文总结
创新点
参考文献
附录
攻读学位期间发表的论文
致谢
本文编号：3867369
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略语词表
第一章 文献综述
1.1 蛋白激酶定义
1.2 植物中的蛋白激酶研究进展
1.2.1 蛋白激酶超家族分类
1.2.2 植物蛋白激酶的扩增
1.3 景天酸代谢植物及其抗旱特性
1.3.1 C3植物
1.3.2 C4植物
1.3.3 景天酸代谢植物
1.3.4 蛋白激酶PPCK在景天酸代谢通路中的研究
1.4 本研究的目的和意义
第二章 葡萄激酶组的注释、分类以及其在发育和胁迫响应中表达模式分析
2.1 材料与方法
2.1.1 葡萄蛋白激酶鉴定和分类
2.1.2 多序列比对和构建进化树
2.1.3 内含子数目和基因染色体定位
2.1.4 亚细胞定位预测
2.1.5 串联复制和片段复制事件的鉴定
2.1.6 串联复制基因GO分析
2.1.7 同义替换率(Ks)、非同义替换率(Ka)以及选择模型的计算
2.1.8 葡萄蛋白激酶基因基因芯片表达数据分析
2.1.9 葡萄蛋白激酶家族共表达网络
2.1.10 植物材料生长条件与处理
2.1.11 RNA分离
2.1.12 引物设计和荧光定量PCR反应
2.1.13 统计分析
2.2 结果与分析
2.2.1 葡萄蛋白激酶的全基因组鉴定和分类
2.2.2 葡萄蛋白激酶的特点描述及亚细胞定位预测
2.2.3 葡萄串联复制蛋白激酶基因染色体定位和GO分析
2.2.4 复制事件非同义替换率和同义替换率以及选择压计算
2.2.5 不同葡萄组织中蛋白激酶基因表达模式分析
2.2.6 葡萄蛋白激酶家族响应胁迫处理的表达和共表达分析
2.2.7 葡萄蛋白激酶在干旱胁迫下RNA-Seq和定量PCR分析
2.3 讨论
2.3.1 葡萄激酶组特征
2.3.2 串联和片段复制对葡萄激酶组扩增具有很大贡献
2.3.3 葡萄激酶基因表达数据揭示其在生长发育和胁迫响应中的功能
第三章 葡萄转录组分析揭示多个响应干旱胁迫的蛋白激酶
3.1 材料与方法
3.1.1 植物材料生长条件及干旱处理
3.1.2 RNA提取和质量检测
3.1.3 转录组测序文库准备
3.1.4 聚类和测序
3.1.5 测序质量控制与拼接
3.1.6 差异表达基因GO和KEGG通路富集分析
3.1.7 差异表达基因中蛋白激酶和转录因子的鉴定
3.2 结果与分析
3.2.1 转录组数据测序和评估
3.2.2 差异表达基因鉴定与分析
3.2.3 差异表达基因GO功能富集分析
3.2.4 差异表达基因KEGG通路分析
3.2.5 响应干旱胁迫的蛋白激酶基因
3.2.6 差异表达转录因子分析
3.3 讨论
3.3.1 葡萄干旱胁迫下差异表达基因富集分析
3.3.2 蛋白激酶和转录因子参与葡萄干旱胁迫响应过程
第四章 菠萝激酶组的分类及其在景天酸代谢植物中的功能分析
4.1 材料与方法
4.1.1 菠萝蛋白激酶全基因组鉴定
4.1.2 序列比对和进化树构建
4.1.3 染色体定位与基因结构
4.1.4 亚细胞定位预测
4.1.5 串联和片段复制基因的鉴定
4.1.6 GO功能分析
4.1.7 复制事件非同义替换率和同义替换率的计算
4.1.8 可变剪切分析
4.1.9 RNA-Seq表达数据分析
4.1.10 共表达网络构建
4.2 结果与分析
4.2.1 菠萝蛋白激酶全基因组鉴定和分类
4.2.2 序列特点分析和亚细胞定位预测
4.2.3 染色体定位和复制事件
4.2.4 菠萝蛋白激酶可变剪切分析
4.2.5 蛋白激酶基因组织特异性表达
4.2.6 菠萝蛋白激酶昼夜表达和共表达模式
4.3 讨论
4.3.1 菠萝激酶组拥有一个很大的RLK组
4.3.2 菠萝激酶组的扩张和复制
4.3.3 菠萝蛋白激酶基因表达模式
第五章 葡萄和菠萝激酶组的比较分析
5.1 材料与方法
5.1.1 葡萄和菠萝蛋白激酶全基因组鉴定
5.1.2 25种植物物种激酶组分类
5.2 结果与分析
5.2.1 葡萄和菠萝激酶组中非RLK激酶家族分类比较
5.2.2 葡萄和菠萝激酶组中RLK激酶家族分类比较
5.2.3 不同植物中蛋白激酶分类比较
5.3 讨论
全文总结
创新点
参考文献
附录
攻读学位期间发表的论文
致谢
本文编号：3867369
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