基于烟草全基因组重注释的碱性亮氨酸拉链鉴定与功能分析
发布时间：2021-03-30 11:22
普通烟草（Nicotiana tobacum）作为世界广泛种植的经济作物之一,其生长条件对水分、温度等环境因素要求较高。烟草基因组序列的发布为在基因组水平上鉴定烟草的抗逆基因、选育优良品种提供了重要资料。碱性亮氨酸拉链（basic leucine zipper,bZIP）基因是一种普遍存在于动植物中的转录因子,广泛参与碳水化合物的合成、维管束的生长、花器官的发育、生物激素的代谢及非生物胁迫的应答等过程。烟草K326作为普通烟草的模式物种,它的基因组测序完成为bZIP转录因子在烟草中的研究奠定了数据基础,本研究基于K326基因组序列,对基因组重新完整注释。在重注释的基础上利用比较基因组学的方法鉴定K326基因组中bZIP转录因子的家族成员,通过系统发育分析、保守功能域分析、基因结构分析及蛋白互作网络分析来预测烟草bZIP基因的功能与进化历程。利用烟草K326不同组织部位,不同胁迫下的转录组数据,结合荧光定量等实验方法,挖掘烟草相关的优异抗逆基因,分析其在非生物胁迫下的表达状态,为烟草的分子育种提供理论依据。主要研究结果如下:?（1）基于从头预测的方式对烟草K326基因组进行重注释,注释共...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NtbZIP和AtbZIP基因的进化分析
基于烟草全基因组重注释信息的碱性亮氨酸拉链鉴定与功能分析3.3.3基因结构组成特点烟草的内含子-外显子基因结构图显示了每个NtbZIP基因内含子的分布位置与数目(图2)。其中，GroupI中NtbZIPs成员内含子分布差异最大，分布数量为1-15个不等，GroupG中除NtbZIP129外所有成员的外显子分布数目达10个以上，另外，GroupF中的所有成员仅含有一个外显子，外显子的数目最稳定。GroupE中成员的内含子分布变化最小为5-9个。通过比较进化树分组中基因结构中的内含子数目、分布与长度发现同一组中的内含子分布方式具有相似性。图3烟草bZIP蛋白互作网络Fig.3ProteininteractionnetworkofbZIPproteinsintobacco3.4NtbZIPs的功能预测及蛋白互作网络分析利用STRING数据库预测烟草NtbZIPs转录因子相互作用的蛋白，选择拟南芥蛋白功能库作为比对库，预测出42个网络节点，节点间存在大量的蛋白互作关系(图3)。根据蛋白在拟南芥中的功能推测与这些蛋白相互作用的蛋白在烟草中的作用可以发现，ABF2(NtbZIP26/100/114/138)、ABF3(NtbZIP20/87)、ABF4(NtbZIP20/36/96/103)、26
山东农业大学硕士学位论文ABI5(NtbZIP62/121)、AREB3(NtbZIP21/56/84/127/136)及EEL(NtbZIP17)与脱落酸代谢通路密切相关，调控植物生长。CYP722A1(NtbZIP116)在隐花色素的形成中具有显著的表达调控。在种子萌发的过程中，DPBF2(NtbZIP76)、bZIP3(NtbZIP94/101/108/113)、bZIP44(NtbZIP31/60/102/118)及bZIP53(NtbZIP15/16/24/30/38/64/59/75/130/131)等作为重要的转录激活因子参与种子的生长发育。PAN(NtbZIP3/34)对植物干细胞以及花器官的成熟有重要意义。图4bZIP基因在烟草不同部位中的表达模式。在烟草根，茎及茎尖的三个部位的0小时，6小时，12小时及18小时四个时间点分别取样，每个时间点取三次重复Fig.4ExpressionprofilesofbZIPgenesintobaccovarioustissues.TheexpressionlevelofNtbZIPsfromroot,shootapex,andshootapexofN.tabacumin0h，6h，12h，and18h.Averagethreereplicationsateachtimepoint.27
【参考文献】：
期刊论文
[1]bZIP转录因子在植物激素介导的抗病抗逆途径中的作用[J]. 李冬月,原文霞,郑超,王栩鸣,周洁,严成其,陈剑平. 浙江农业学报. 2017(01)
[2]植物bZIP转录因子的生物学功能[J]. 张计育,渠慎春,郭忠仁,杜小丽,都贝贝,章镇. 西北植物学报. 2011(05)
[3]云南烟区烤烟品种K326主要化学成分特点分析[J]. 刘春奎,王建民,李葆,焦芳婵,许自成. 郑州轻工业学院学报(自然科学版). 2010(05)
[4]我国烟草种质资源的种类与分布概况[J]. 任民,王志德,牟建民,刘艳华,张兴伟. 中国烟草科学. 2009(S1)
[5]植物bZIP转录因子的研究进展[J]. 杨颖,高世庆,唐益苗,冶晓芳,王永波,刘美英,赵昌平. 麦类作物学报. 2009(04)
[6]冷诱导基因的转录因子CBF1转化油菜和烟草及抗寒性鉴定[J]. 甄伟,陈溪,孙思洋,胡鸢雷,林忠平. 自然科学进展. 2000(12)
[7]植物转录因子的结构与调控作用[J]. 刘强,张贵友,陈受宜. 科学通报. 2000(14)
本文编号：3109422
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NtbZIP和AtbZIP基因的进化分析
基于烟草全基因组重注释信息的碱性亮氨酸拉链鉴定与功能分析3.3.3基因结构组成特点烟草的内含子-外显子基因结构图显示了每个NtbZIP基因内含子的分布位置与数目(图2)。其中，GroupI中NtbZIPs成员内含子分布差异最大，分布数量为1-15个不等，GroupG中除NtbZIP129外所有成员的外显子分布数目达10个以上，另外，GroupF中的所有成员仅含有一个外显子，外显子的数目最稳定。GroupE中成员的内含子分布变化最小为5-9个。通过比较进化树分组中基因结构中的内含子数目、分布与长度发现同一组中的内含子分布方式具有相似性。图3烟草bZIP蛋白互作网络Fig.3ProteininteractionnetworkofbZIPproteinsintobacco3.4NtbZIPs的功能预测及蛋白互作网络分析利用STRING数据库预测烟草NtbZIPs转录因子相互作用的蛋白，选择拟南芥蛋白功能库作为比对库，预测出42个网络节点，节点间存在大量的蛋白互作关系(图3)。根据蛋白在拟南芥中的功能推测与这些蛋白相互作用的蛋白在烟草中的作用可以发现，ABF2(NtbZIP26/100/114/138)、ABF3(NtbZIP20/87)、ABF4(NtbZIP20/36/96/103)、26
山东农业大学硕士学位论文ABI5(NtbZIP62/121)、AREB3(NtbZIP21/56/84/127/136)及EEL(NtbZIP17)与脱落酸代谢通路密切相关，调控植物生长。CYP722A1(NtbZIP116)在隐花色素的形成中具有显著的表达调控。在种子萌发的过程中，DPBF2(NtbZIP76)、bZIP3(NtbZIP94/101/108/113)、bZIP44(NtbZIP31/60/102/118)及bZIP53(NtbZIP15/16/24/30/38/64/59/75/130/131)等作为重要的转录激活因子参与种子的生长发育。PAN(NtbZIP3/34)对植物干细胞以及花器官的成熟有重要意义。图4bZIP基因在烟草不同部位中的表达模式。在烟草根，茎及茎尖的三个部位的0小时，6小时，12小时及18小时四个时间点分别取样，每个时间点取三次重复Fig.4ExpressionprofilesofbZIPgenesintobaccovarioustissues.TheexpressionlevelofNtbZIPsfromroot,shootapex,andshootapexofN.tabacumin0h，6h，12h，and18h.Averagethreereplicationsateachtimepoint.27
【参考文献】：
期刊论文
[1]bZIP转录因子在植物激素介导的抗病抗逆途径中的作用[J]. 李冬月,原文霞,郑超,王栩鸣,周洁,严成其,陈剑平. 浙江农业学报. 2017(01)
[2]植物bZIP转录因子的生物学功能[J]. 张计育,渠慎春,郭忠仁,杜小丽,都贝贝,章镇. 西北植物学报. 2011(05)
[3]云南烟区烤烟品种K326主要化学成分特点分析[J]. 刘春奎,王建民,李葆,焦芳婵,许自成. 郑州轻工业学院学报(自然科学版). 2010(05)
[4]我国烟草种质资源的种类与分布概况[J]. 任民,王志德,牟建民,刘艳华,张兴伟. 中国烟草科学. 2009(S1)
[5]植物bZIP转录因子的研究进展[J]. 杨颖,高世庆,唐益苗,冶晓芳,王永波,刘美英,赵昌平. 麦类作物学报. 2009(04)
[6]冷诱导基因的转录因子CBF1转化油菜和烟草及抗寒性鉴定[J]. 甄伟,陈溪,孙思洋,胡鸢雷,林忠平. 自然科学进展. 2000(12)
[7]植物转录因子的结构与调控作用[J]. 刘强,张贵友,陈受宜. 科学通报. 2000(14)
本文编号：3109422
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