發(fā)布時間：2020-11-07 07:23

　　 新疆野蘋果生長中國中亞天山山脈,是現(xiàn)在栽培蘋果的祖先種,其遺傳價值不斷地被人們所重視。但近些年,新疆野蘋果遺傳多樣性也同樣面臨著被破壞的危機,正因如此,對新疆野蘋果種質(zhì)資源和生物資源的開發(fā)利用迫在眉睫。FLS2是植物免疫系統(tǒng)中的重要組分,與植物識別外來病原菌入侵,激活下游的抗病基因的表達(dá),引發(fā)植物的MAPK級聯(lián)放大反應(yīng)和活性氧的爆發(fā)等一系列植物的抗病反應(yīng)有關(guān),在植物對病菌的應(yīng)激反應(yīng)中起著重要作用。雖然在擬南芥中FLS2功能機制的研究已經(jīng)較為透徹,但是蘋果由于自身基因的復(fù)雜性,許多針對FLS2在蘋果上的研究尚在起始階段,國內(nèi)少見關(guān)于蘋果上FLS2的研究。因此,在本次研究中,我們在新疆野蘋果中克隆出了蘋果中的FLS2基因,構(gòu)建出相應(yīng)的表達(dá)載體,并且得到了其轉(zhuǎn)基因擬南芥植株,使用簡單的統(tǒng)計學(xué)方法就MdFLS2在擬南芥中的異源表達(dá)狀況,和一些在轉(zhuǎn)基因擬南芥中出現(xiàn)的表型進行了一些研究。與此同時還構(gòu)建了FLS2和BAK1激酶區(qū)域的原核表達(dá)載體,純化得到了相應(yīng)的蛋白,并取得了一些結(jié)論。為蘋果中FLS2的功能和以后更深層次的工作奠定了基礎(chǔ)。本研究的主要結(jié)果如下:1.確定了新疆野蘋果中FLS2的片段大小和相應(yīng)的序列,并通過生物信息學(xué)分析了其蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)區(qū)域,確定了FLS2各部分的功能。2.MdFLS2于擬南芥中超表達(dá),降低了擬南芥種子發(fā)芽率,擬南芥純合子轉(zhuǎn)化植株生長變緩。3.超表達(dá)MdFLS2部分恢復(fù)了擬南芥突變體FLS2對細(xì)菌鞭毛蛋白的敏感性。4.構(gòu)建了相應(yīng)的MdFLS2和MdBAK1激酶區(qū)域的原核表達(dá)載體,并且成功的誘導(dǎo)和純化出了MdFLS2和MdBAK1激酶區(qū)域的蛋白,為以后的蛋白方面的實驗打下了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：S661.1;Q943.2
【部分圖文】：

圖 1.植物和動物受體蛋白激酶的共同反應(yīng)模式Fig.1. Common themes in plant and animal receptor protein kinases.(Shin-Han Shiu et al, 2001)體樣蛋白激酶的功能在生長過程中總會接觸許多的外界信號，作為受體激酶，RLKs 參與植發(fā)育，激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和植物中的生物和非生物脅迫的應(yīng)對機制(Li et al為透徹的 LRR-RLK 為例，在擬南芥中，EMS1(excess microsporocy 和小肽 TPD1(tapetum determinant1)在花藥細(xì)胞的分化中起著重要作用。變體的擬南芥花藥缺乏絨氈層細(xì)胞，但產(chǎn)生額外的微孢子體細(xì)胞，雖它的工作原理，但是影響擬南芥的花藥分化是毋庸質(zhì)疑的。(Zhao et al., 2003, Canales C et al., 2002, Wang et al., 2012)。BRI1(brasinosteroid ins菜素誘導(dǎo)途徑中重要的受體蛋白。參與了 BR 信號的感知和早期的信號植物細(xì)胞壁的生物合成(Xu et al,2008)，GSO 和 RPK1 參與植物胚to R et al., 2008)，OsGIRL1 與水稻的鹽脅迫，熱脅迫等緊密相關(guān)(Park

圖 2 FLS2 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑Fig.2 FLS2 signalling pathway (Silke Robatzek et al., 2012)1.3.3 FLS2 表達(dá)的空間和空間上的差異性植物不同于動物，由于植物缺乏像動物一樣�；�的免疫細(xì)胞，每一個單獨的植物細(xì)胞都應(yīng)該具有識別和發(fā)現(xiàn)病原體并且將這個信號傳導(dǎo)出去的能力，這就需要FLS2在植物組織中的組成型表達(dá)，最近，在植物的各個組分，包括幼苗，葉子，和根中都發(fā)現(xiàn)了flg22引發(fā)的防御反應(yīng)現(xiàn)象(Zipfel et al., 2004; Millet et al., 2010; Jacobs et al., 2011)，這些都表明flg22受體在幾乎所有組織中表達(dá)，這與mRNA表達(dá)鑒定的結(jié)果和FLS2-綠色熒光蛋白(GFP)(Gomez-Gomez,Boller, 2000; Robatzek et al., 2006)的發(fā)現(xiàn)一致。在擬南芥中，F(xiàn)LS2的表達(dá)水平在植物組織中有明顯的空間性(Faulkner and Robatzek, 2012)，一個非常顯著的例子，在擬南芥的根系中FLS2的表達(dá)量會顯著低于它在葉片中的表達(dá)量，具體來說，植物的根能被flg22激活，并且引發(fā)典型的防御反應(yīng)(Millet et al., 2010; Jacobset al., 2011);但是在主根中基本檢測不到FLS2的活性，只限于生長的側(cè)根等。而在葉片中的氣孔和創(chuàng)

3.1 MdFLS2 的基因的生物信息學(xué)分析3.1.1 MdFLS2 的蛋白質(zhì)性質(zhì)和進化樹分析在GDR上使用MdFLS2的蛋白序列BLAST得到其GDR登錄號為MDP0000254122，序列測定和分析表明，MdFLS2 存在于蘋果的第 5 條染色體上，CDS 序列包含兩個外顯子和一段內(nèi)含子，其開放閱讀框為 3473 bp,預(yù)測其完整的蛋白大小為 12.7 kD，共編碼1157 個氨基酸，預(yù)計等電點為 6.22。使用 MdFLS2 和 AtFLS2 的蛋白質(zhì)序列在 NCBI(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)上進行 Blast，與之將相似度高的 17 個不同物種植物的 FLS2 蛋白序列使用 MEGA5 軟件構(gòu)建相應(yīng)的進化樹(圖 3)，圖中的比例尺 0.05 代表每 20 個氨基酸中有 1 個不同，從圖中可以看出 AtFLS2 和 MdFLS2 分別位于進化樹兩個不同的樹枝上，氨基酸序列上有一定的差別，因此研究 MdFLS2 在轉(zhuǎn)基因擬南芥中的功能和 AtFLS2 的功能是否具有相似性，它們的相關(guān)程度如何，這對研究 MdFLS2 的功能具有積極意義。
【參考文獻(xiàn)】

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1 王景順;吳秋芳;路志芳;;植物次生代謝物與林木抗蟲性研究進展[J];江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年08期

2 李元元;曹清河;;油菜素內(nèi)酯參與調(diào)控植物生長發(fā)育與抗逆性的機制及其育種應(yīng)用研究[J];中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報;2015年02期

3 林彥萍;王義;蔣世翠;王康宇;張悅;張美萍;;植物類受體蛋白激酶研究進展[J];基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué);2015年02期

4 田榮;楊勇;王曉峰;;植物受體激酶BAK1研究進展[J];西北植物學(xué)報;2014年03期

5 鄭潔;王磊;;油菜素內(nèi)酯在植物生長發(fā)育中的作用機制研究進展[J];中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報;2014年01期

6 屠煦童;張仕杰;呂東;陳小云;章鎮(zhèn);渠慎春;;MhRAR1和MhSGT1基因轉(zhuǎn)化蘋果提高輪紋病菌誘導(dǎo)的抗氧化酶活性[J];園藝學(xué)報;2013年12期

7 Ying Wu;Jian-Min Zhou;;Receptor-Like Kinases in Plant Innate Immunity[J];Journal of Integrative Plant Biology;2013年12期

8 陳現(xiàn)朝;周永力;;BAK1調(diào)控植物免疫信號識別和轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機制[J];植物遺傳資源學(xué)報;2013年06期

9 秦偉;沙紅;劉立強;廖康;耿文娟;王云;;新疆野蘋果資源遺傳多樣性SSR分析[J];果樹學(xué)報;2012年02期

10 丁坤峰;譚曉榮;;植物NADPH氧化酶研究進展[J];生命科學(xué);2010年08期

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1 張芮;蘋果MdWRKY33基因在輪紋病抗性形成中的作用機制研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

2 孫亞東;植物模式識別受體激酶FLS2配體識別及其激活機制研究[D];清華大學(xué);2015年

本文編號：2873626