發(fā)布時(shí)間：2020-11-02 14:13

　　 玉米(Zea mays)是世界上重要的糧食和飼料作物。隨著世界人口的快速增長(zhǎng),對(duì)高品質(zhì)玉米的需求正在持續(xù)增長(zhǎng)。玉米籽粒是人類(lèi)食物、動(dòng)物飼料和工業(yè)原料的重要來(lái)源,因此對(duì)玉米籽粒發(fā)育的研究有著重要的理論和實(shí)際意義。dek40(defective kernel 40)是由單基因隱性突變?cè)斐傻淖蚜Ｈ毕菪屯蛔凅w。該突變體成熟后的籽粒呈現(xiàn)小而扁平且頂端凹陷的表型。前期通過(guò)圖位克隆和Mu標(biāo)簽分離的方法,確定了其候選基因?yàn)镚RMZM2G019538,通過(guò)轉(zhuǎn)基因功能互補(bǔ)確認(rèn)GRMZM2G019538即為Dek40基因。該基因編碼了一個(gè)細(xì)胞質(zhì)定位的PBAC4(Proteasome Biogenesis-Associated Chaperone 4)蛋白。通過(guò)酵母文庫(kù)篩選及NLUC-CLUC實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明DEK40與PBAC3蛋白互作。籽粒中蛋白酶體組分分離以及Western blot分析表明,DEK40參與了20S蛋白酶體的組裝過(guò)程。DEK40蛋白的功能喪失顯著影響了20S蛋白酶體形成,并最終導(dǎo)致26S蛋白酶體活性的顯著下降。通過(guò)對(duì)玉米籽粒的泛素化蛋白組分析,我們一共鑒定到388個(gè)差異蛋白(481個(gè)差異位點(diǎn)),其中221個(gè)蛋白(270個(gè)位點(diǎn))在突變中是上調(diào)的,167個(gè)蛋白(211個(gè)位點(diǎn))在突變體中是下調(diào)的。這些差異的泛素化蛋白參與了籽粒多個(gè)生理和發(fā)育過(guò)程。泛素化蛋白組結(jié)果表明dek40影響了細(xì)胞中泛素化蛋白的降解并且對(duì)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)的保持起到關(guān)鍵作用。上述實(shí)驗(yàn)表明,Dek40所編碼的PBAC4蛋白對(duì)20S蛋白酶體的組裝和26S蛋白酶體的功能起著關(guān)鍵作用,進(jìn)而影響玉米籽粒的發(fā)育。1767突變體是典型的dek類(lèi)型突變體,突變體籽�？瞻T明顯,胚乳填充極不充分,突變體籽粒不能萌發(fā)。利用圖位克隆的方法,通過(guò)對(duì)730個(gè)F_2代群體進(jìn)行分析,我們將突變基因定位在3號(hào)染色體分子標(biāo)記InDel110212與FO3-86之間,物理區(qū)間大約在500 kb,該區(qū)間內(nèi)共有25個(gè)候選基因。對(duì)候選基因進(jìn)行序列測(cè)定并結(jié)合RNA-seq分析,發(fā)現(xiàn)GRMZM2G083374的外顯子7和8之間剪切位點(diǎn)缺失,導(dǎo)致GRMZM2G083374的ORF中插入86 bp的片段,可能導(dǎo)致GRMZM2G083374編碼蛋白提前終止,初步確定GRMZM2G083374為1767的候選基因。1767基因的克隆,對(duì)后續(xù)的基因確定和功能分析奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：S513
【部分圖文】：

圖 1-1 玉米籽粒的結(jié)構(gòu)示意圖[6]皮；nuc：nucellus，珠心；SE：starchy endosperm，淀粉胚乳mbryo，胚；ESR：embryosurroundingregion，胚周區(qū)；BETL底胚乳傳遞層；pc：placento-chalazal cells，珠心-肽座合點(diǎn)粒突變體為研究高等植物組織發(fā)育和分化提供了一個(gè)非常容米正向遺傳學(xué)研究中，有許多經(jīng)典的玉米突變體類(lèi)籽粒皺縮突變體（shrunken）、籽粒顏色相關(guān)的突變）、胚和胚乳發(fā)育缺陷突變體（defective kernel）�？s和籽粒顏色相關(guān)的突變體

它可以使黃色籽粒呈現(xiàn)棕黑色[16]；bz2編碼一個(gè)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)結(jié)合花青素進(jìn)入液泡中。籽粒皺縮突變體 shrunken1、shrunken2 都謝有關(guān)系，shrunken1 突變體中不能形成胚乳中的蔗糖[17]，而 shru乳特異表達(dá)的基因，它編碼一個(gè) ADP-葡萄糖焦磷酸化酶，在淀粉一個(gè)關(guān)鍵的限速酶，它可以催化葡萄糖-1-磷酸與 ATP 反應(yīng)，生成體 ADP-葡萄糖[18]。opaque 系列突變體

UPS）是真核生物蛋白水解系統(tǒng)的主要組成部分，主要由泛素修飾系統(tǒng)和 26S 蛋白酶體組成（圖1-3）[38, 39]。UPS 系統(tǒng)水解蛋白首先從泛素活化酶（E1）、泛素結(jié)合酶（E2）、泛素連接酶（E3）將要降解的蛋白進(jìn)行泛素的修飾，然后通過(guò) 26S 蛋白酶體進(jìn)行識(shí)別和降解[40, 41]。在泛素修飾過(guò)程中，第一步是泛素活化酶 E1 水解 ATP 并偶聯(lián)到泛素分子形成 E1-Ub 中間體，活化泛素分子。然后，被活化后的泛素分子被轉(zhuǎn)移到泛素結(jié)合酶 E2 的半胱氨酸殘基上。最后，高度保守的泛素連接酶 E3 家族中的一員（根據(jù)底物蛋白質(zhì)的不同而不同）識(shí)別特定的需要被降解的靶蛋白，并催化泛素分子從 E2 上轉(zhuǎn)移到靶蛋白上[42]。UPS 系統(tǒng)在細(xì)胞周期控制、DNA 修復(fù)、
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本文編號(hào)：2867152