木薯CIPK蛋白響應(yīng)非生物脅迫的功能研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-03 19:07
木薯是世界上三大薯類之一,廣泛種植于熱帶和亞熱帶地區(qū),而在我國主要分布于華南地區(qū)。木薯是一種能耐受多種非生物脅迫的能源作物,具有很高的經(jīng)濟(jì)效益,因此探究木薯抗逆機(jī)制具有極其重要的研究意義。CBL是植物體內(nèi)能識別鈣信號的一類鈣結(jié)合蛋白,CIPK是一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,CBL-CIPK信號途徑在植物的生長發(fā)育和響應(yīng)非生物脅迫中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。本研究我們從木薯中克隆CIPK家族基因,對其響應(yīng)非生物脅迫的模式進(jìn)行了分析,并對木薯CBL-CIPK信號途徑進(jìn)行研究,主要研究結(jié)果如下:1.從木薯的基因組數(shù)據(jù)庫中鑒定出26個(gè)MeCIPK基因,并對MeCIPK家族基因進(jìn)行命名,用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）的方法克隆擴(kuò)增得到了 MeCIPK家族基因。利用生物信息學(xué)技術(shù)分析木薯MeCIPK家族蛋白的系統(tǒng)進(jìn)化樹以及分析CIPK家族基因的結(jié)構(gòu)和啟動(dòng)子的順式作用元件。發(fā)現(xiàn)MeCIPK蛋白C端調(diào)控域含有保守性的NAF/FISL和PPI結(jié)構(gòu)域,MeCIPK8蛋白與AtCIPK8蛋白、MeCIPK21蛋白與AtCIPK21蛋白,MeCIPK24蛋白與AtCIPK24蛋白相似度較高,推測它們可能具有相似的功能。MeC...
【文章來源】：海南大學(xué)海南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：71 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
CBL蛋白結(jié)構(gòu)示愈圈
在根中的作用（Ｑｕａｎｅｔａｌ．，?２００７）。在植物遭受到低鉀脅迫時(shí)，ＡｔＣＢＬｌ／ＣＩＰＫ２３??或ＡｔＣＢＬ９／ＣＩＰＫ２３蛋白復(fù)合體可激活質(zhì)膜中的Ｋ＋通道蛋白ＡＫＴ１，以提高擬南??芥在低鉀離子條件下攝�。耍哪芰Γǎ兀�?ｅｔ?ａｌ．，２００６）。ＡｔＣＢＬ３與ＡｔＣＩＰＫ９相互??作用調(diào)節(jié)Ｋ＋穩(wěn)態(tài)（Ｌｉｕ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１３）。ＡｔＣＢＵ－ＡｔＣＩＰＫ７蛋白激酶復(fù)合物體在植物??耐寒性中具有重要作用（Ｈｕａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１１）。ＡｔＣＢＬ２／３蛋白還可與??ＡｔＣＩＰＫ３／９／２３／２６相互作用，形成一個(gè)復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，能夠保護(hù)植物免受鎂離??子的毒害（Ｔａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１５）。ＡｔＣＢＬ９與ＡｔＣＩＰＫ２３形成的激酶蛋白復(fù)合體可以??磷酸化高親和性氮轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ＣＨＬ１，參與植物對氮素的吸收和運(yùn)輸（Ｈｕ?ｅｔａｌ．，??２００９）。ＡｔＣＢＬ２和ＡｔＣＢＬ３可以調(diào)控?cái)M南芥液泡膜上的Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ的活性，維??持體內(nèi)的離子的平衡（Ｔａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１５）。模式植物擬南芥含有中１０種ＣＢＬ和２５??種ＣＩＰＫ蛋白，它倆之間互相組合形成復(fù)雜的ＣＢＬ－ＣＩＰＫ蛋白復(fù)合體（圖１．２；??張俊文等，２００８）所示，調(diào)控下游靶基因的表達(dá)，以應(yīng)對鹽害、千旱、低鉀、??高ｐＨ、ＡＢＡ等非生物脅迫。根據(jù)以上的研究報(bào)道表明ＣＢＬ－ＣＩＰＫ信號網(wǎng)絡(luò)在??植物響應(yīng)非生物脅迫過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，至今除了模式植物??擬南芥，我們對其他植物的ＣＢＬ－ＣＩＰＫ信號途徑的功能研宄知之甚少。??
使用通用植物總ＲＮＡ提取試劑盒提取華南８號木薯ＳＣ８（Ｍ？ｍ７＾以ｃｗ／伙／??Ｃｒａｎｔｚ?ｃｖ．?ＳＣ８）葉片中總ＲＮＡ，用２％瓊脂糖凝膠電泳檢測１２０?Ｖ，２０?ｍｉｎ，??ＲＮＡ的２８?Ｓ、１８?Ｓ較完整（圖３．１?Ａ），表明ＲＮＡ質(zhì)量較好。按照ＴａＫａＲａ公??司反轉(zhuǎn)錄試劑盒上的操作方法將總ＲＮＡ反轉(zhuǎn)錄為ｃＤＮＡ，用內(nèi)參引物??（見附錄）進(jìn)行擴(kuò)增，ＰＣＲ產(chǎn)物目的帶較亮，而且沒有非特異擴(kuò)增帶和引物二??聚體的產(chǎn)生（圖３．１?Ｂ），說明反轉(zhuǎn)錄得到的ｃＤＮＡ質(zhì)量較好。??１２?Ｍ?３?４??２８Ｓ??Ｋ?ＨＬ，?１?２〇〇〇－??ＨＩ??１００－??Ａ?Ｂ??圖３．１木薯葉片ＲＮＡ及反轉(zhuǎn)錄ｃＤＮＡ??Ａ：木薯葉片總?ＲＮＡ；?Ｂ：?ｃＤＮＡ?ＰＣＲ擴(kuò)增檢測；Ｍ：ＤＬ２０００?ｍａｋｅｒ；?１－２：葉?ＲＮＡ；?３－４：內(nèi)??參ｊｃ如ＰＣＲ擴(kuò)增產(chǎn)物。??Ｆｉｇ?３．１?ｃａｓｓａｖａ?ｌｅａｆ?ｔｏｔａｌ?ＲＮＡ?ａｎｄ?ｒｅｖｅｒｓｅ?ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ?ｃＤＮＡ??Ａ：?ＲＮＡ?ｉｎ?ｌｅａｖｅｓ?ｏｆ?ｃａｓｓａｖａ；?Ｂ：?ＰＣＲ?ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃＤＮＡ；?Ｍ：?ＤＬ２０００?ｍａｋｅｒ；?１－２：?ＲＮＡ??ｉｎ?ｌｅａｖｅｓ；?３－４：?ＰＣＲ?ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈｏｕｓｅｋｅｅｐｉｎｇ?ｇｅｎｅＡｃｔｉｎ?ｆｒｏｍ?ｃＤＮＡ．??３．２基因克隆??通過對家族基因進(jìn)行生物信息學(xué)分析，根據(jù)ｐＣＡＭＢＩＡ１３００植物??定位表達(dá)載體圖譜上的多克隆酶切位點(diǎn)，在每個(gè)ＭｅＣＶ／Ｗ基因編碼區(qū)的５＇端３＇??端添加酶切位點(diǎn)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國木薯育種研究進(jìn)展[J]. 嚴(yán)華兵,葉劍秋,李開綿. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào). 2015(15)
[2]中國木薯主要病蟲害研究進(jìn)展[J]. 梁宏合,陳顯雙,杜國冬,李日旺. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(22)
[3]作物抗旱性鑒定方法研究進(jìn)展(綜述)[J]. 蒲偉鳳,紀(jì)展波,李桂蘭,喬亞科. 河北科技師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2011(02)
[4]國內(nèi)外木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展近況[J]. 方佳,濮文輝,張慧堅(jiān). 中國農(nóng)學(xué)通報(bào). 2010(16)
[5]木薯的綜合利用價(jià)值[J]. 付海天,盧賽清,羅燕春,黃建祺. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2010(08)
[6]木薯作為我國燃料乙醇原料的潛力分析[J]. 黎貞崇,梁秀明. 釀酒科技. 2010(04)
[7]木薯的營養(yǎng)需求特點(diǎn)與平衡施肥研究進(jìn)展[J]. 張耀華,鄭厚貴,關(guān)意昭,李定榮. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2009(10)
[8]CBL-CIPK信號系統(tǒng)在植物應(yīng)答逆境脅迫中的作用與機(jī)制[J]. 張俊文,魏建華,王宏芝,王彥珍,馬榮才,李瑞芬. 自然科學(xué)進(jìn)展. 2008(08)
[9]CIPK9: a calcium sensor-interacting protein kinase required for low-potassium tolerance in Arabidopsis[J]. Girdhar K Pandey,Yong Hwa Cheong,Beom-Gi Kim,John J Grant,Legong Li. Cell Research. 2007(05)
[10]廣西木薯種質(zhì)資源的收集利用和品種選育[J]. 黃強(qiáng),李軍. 廣西熱帶農(nóng)業(yè). 2007(01)
博士論文
[1]干旱環(huán)境脅迫下的植物分子適應(yīng)機(jī)理及其應(yīng)用研究[D]. 樊正球.復(fù)旦大學(xué) 2004
本文編號：2896498
【文章來源】：海南大學(xué)海南省 211工程院校
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【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
CBL蛋白結(jié)構(gòu)示愈圈
在根中的作用（Ｑｕａｎｅｔａｌ．，?２００７）。在植物遭受到低鉀脅迫時(shí)，ＡｔＣＢＬｌ／ＣＩＰＫ２３??或ＡｔＣＢＬ９／ＣＩＰＫ２３蛋白復(fù)合體可激活質(zhì)膜中的Ｋ＋通道蛋白ＡＫＴ１，以提高擬南??芥在低鉀離子條件下攝�。耍哪芰Γǎ兀�?ｅｔ?ａｌ．，２００６）。ＡｔＣＢＬ３與ＡｔＣＩＰＫ９相互??作用調(diào)節(jié)Ｋ＋穩(wěn)態(tài)（Ｌｉｕ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１３）。ＡｔＣＢＵ－ＡｔＣＩＰＫ７蛋白激酶復(fù)合物體在植物??耐寒性中具有重要作用（Ｈｕａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１１）。ＡｔＣＢＬ２／３蛋白還可與??ＡｔＣＩＰＫ３／９／２３／２６相互作用，形成一個(gè)復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，能夠保護(hù)植物免受鎂離??子的毒害（Ｔａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１５）。ＡｔＣＢＬ９與ＡｔＣＩＰＫ２３形成的激酶蛋白復(fù)合體可以??磷酸化高親和性氮轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ＣＨＬ１，參與植物對氮素的吸收和運(yùn)輸（Ｈｕ?ｅｔａｌ．，??２００９）。ＡｔＣＢＬ２和ＡｔＣＢＬ３可以調(diào)控?cái)M南芥液泡膜上的Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ的活性，維??持體內(nèi)的離子的平衡（Ｔａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１５）。模式植物擬南芥含有中１０種ＣＢＬ和２５??種ＣＩＰＫ蛋白，它倆之間互相組合形成復(fù)雜的ＣＢＬ－ＣＩＰＫ蛋白復(fù)合體（圖１．２；??張俊文等，２００８）所示，調(diào)控下游靶基因的表達(dá)，以應(yīng)對鹽害、千旱、低鉀、??高ｐＨ、ＡＢＡ等非生物脅迫。根據(jù)以上的研究報(bào)道表明ＣＢＬ－ＣＩＰＫ信號網(wǎng)絡(luò)在??植物響應(yīng)非生物脅迫過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，至今除了模式植物??擬南芥，我們對其他植物的ＣＢＬ－ＣＩＰＫ信號途徑的功能研宄知之甚少。??
使用通用植物總ＲＮＡ提取試劑盒提取華南８號木薯ＳＣ８（Ｍ？ｍ７＾以ｃｗ／伙／??Ｃｒａｎｔｚ?ｃｖ．?ＳＣ８）葉片中總ＲＮＡ，用２％瓊脂糖凝膠電泳檢測１２０?Ｖ，２０?ｍｉｎ，??ＲＮＡ的２８?Ｓ、１８?Ｓ較完整（圖３．１?Ａ），表明ＲＮＡ質(zhì)量較好。按照ＴａＫａＲａ公??司反轉(zhuǎn)錄試劑盒上的操作方法將總ＲＮＡ反轉(zhuǎn)錄為ｃＤＮＡ，用內(nèi)參引物??（見附錄）進(jìn)行擴(kuò)增，ＰＣＲ產(chǎn)物目的帶較亮，而且沒有非特異擴(kuò)增帶和引物二??聚體的產(chǎn)生（圖３．１?Ｂ），說明反轉(zhuǎn)錄得到的ｃＤＮＡ質(zhì)量較好。??１２?Ｍ?３?４??２８Ｓ??Ｋ?ＨＬ，?１?２〇〇〇－??ＨＩ??１００－??Ａ?Ｂ??圖３．１木薯葉片ＲＮＡ及反轉(zhuǎn)錄ｃＤＮＡ??Ａ：木薯葉片總?ＲＮＡ；?Ｂ：?ｃＤＮＡ?ＰＣＲ擴(kuò)增檢測；Ｍ：ＤＬ２０００?ｍａｋｅｒ；?１－２：葉?ＲＮＡ；?３－４：內(nèi)??參ｊｃ如ＰＣＲ擴(kuò)增產(chǎn)物。??Ｆｉｇ?３．１?ｃａｓｓａｖａ?ｌｅａｆ?ｔｏｔａｌ?ＲＮＡ?ａｎｄ?ｒｅｖｅｒｓｅ?ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ?ｃＤＮＡ??Ａ：?ＲＮＡ?ｉｎ?ｌｅａｖｅｓ?ｏｆ?ｃａｓｓａｖａ；?Ｂ：?ＰＣＲ?ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃＤＮＡ；?Ｍ：?ＤＬ２０００?ｍａｋｅｒ；?１－２：?ＲＮＡ??ｉｎ?ｌｅａｖｅｓ；?３－４：?ＰＣＲ?ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈｏｕｓｅｋｅｅｐｉｎｇ?ｇｅｎｅＡｃｔｉｎ?ｆｒｏｍ?ｃＤＮＡ．??３．２基因克隆??通過對家族基因進(jìn)行生物信息學(xué)分析，根據(jù)ｐＣＡＭＢＩＡ１３００植物??定位表達(dá)載體圖譜上的多克隆酶切位點(diǎn)，在每個(gè)ＭｅＣＶ／Ｗ基因編碼區(qū)的５＇端３＇??端添加酶切位點(diǎn)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]木薯的綜合利用價(jià)值[J]. 付海天,盧賽清,羅燕春,黃建祺. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2010(08)
[6]木薯作為我國燃料乙醇原料的潛力分析[J]. 黎貞崇,梁秀明. 釀酒科技. 2010(04)
[7]木薯的營養(yǎng)需求特點(diǎn)與平衡施肥研究進(jìn)展[J]. 張耀華,鄭厚貴,關(guān)意昭,李定榮. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2009(10)
[8]CBL-CIPK信號系統(tǒng)在植物應(yīng)答逆境脅迫中的作用與機(jī)制[J]. 張俊文,魏建華,王宏芝,王彥珍,馬榮才,李瑞芬. 自然科學(xué)進(jìn)展. 2008(08)
[9]CIPK9: a calcium sensor-interacting protein kinase required for low-potassium tolerance in Arabidopsis[J]. Girdhar K Pandey,Yong Hwa Cheong,Beom-Gi Kim,John J Grant,Legong Li. Cell Research. 2007(05)
[10]廣西木薯種質(zhì)資源的收集利用和品種選育[J]. 黃強(qiáng),李軍. 廣西熱帶農(nóng)業(yè). 2007(01)
博士論文
[1]干旱環(huán)境脅迫下的植物分子適應(yīng)機(jī)理及其應(yīng)用研究[D]. 樊正球.復(fù)旦大學(xué) 2004
本文編號：2896498
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