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APPR-1-P加工酶是细胞中参与tRNA前体剪切过程的一种重要的酶,功能是催化ADP核糖1磷酸形成ADP核糖。研究发现,蛋白质的ADP核糖基化在生命过程中发挥重要的调节功能,如DNA的损伤修复、转录的激活或抑制、参与有丝分裂过程、参与细胞的增殖与分化、细胞凋亡过程调节、细胞程序性坏死的调节等。拟南芥APPR-1-P加工酶家族有两个成员,分别是AT1G69340、AT2G40600。通过本文的研究发现,两者在表达量、表达部位、突变体表型及在植物发育、环境胁迫应答中所起的作用等方面都存在差异。AT1G69340可能参与植物胚胎发育过程,而AT2G40600在茉莉酸甲酯的信号途径中起到重要的作用。土壤盐渍化是全球范围内限制植物生长、未来粮食产量和耕地使用面积的重要因素之一。研究植物适应盐胁迫的分子调控机制以及探寻提高植物耐盐性策略具有重要的理论和实践意义。植物抗盐性的提高可以通过盐驯化实现,但到目前为止其分子机制并不清楚。本文通过对pyl1, pyl8, pyl12三个突变体进行盐驯化处理,观察这三个ABA受体基因在盐驯化过程中是否起到关键作用。本论文主要包括以下几个方面内容:1.通过生物信息学的分析,确定了拟南芥基因组中APPR-1-P加工酶家族的两个成员:AT1G69340和AT2G40600,并对拟南芥Col-0生态型中这两种蛋白的氨基酸序列、理化特征及MACRO结构域的空间结构进行了比较分析,发现这两个蛋白虽然在氨基酸序列上变异性较大,但MACRO结构域空间结构仍然很相似。本文利用19个生态型的全基因组数据,比较分析了这两个基因在不同生态型中启动子区域序列差异;同时,利用AtGenExpress数据库分析了两基因在Col-0生态型中各组织中的表达,利用RNA-seq的数据分析了19个生态型中幼苗时期基因表达。研究发现,同一基因在不同生态型中存在不同的表达模式。基于Col-0的基因表达数据,除了在花和种子器官中,两个基因的表达模式都是很相似的。这个结果表明,基因表达的调节机制可能由于生态型间转录因子及转录因子结合位点的多态性存在差异造成的。2.分别用半定量RT-PCR及qRT-PCR分析了AT1G69340和AT2G40600在野生型拟南芥(Columbia生态型)根、茎、叶、花、果荚各器官中的表达情况,结果表明AT1G69340基因在根、茎、花这三个器官的表达量都很低,叶和果荚中AT1G69340基因表达量明显高于根、茎、花这三个部位,叶中表达量最高。这个结果跟1中生物信息学分析结果相似。3.通过PCR的方法对从TAIR网站购买的T-DNA突变体进行基因型鉴定,发现AT1G69340突变体(CS808255、CS839860)只得到T-DNA插入杂合突变体,没有纯合子,可能突变体纯合致死。而AT2G40600基因突变能得到T-DNA插入纯合突变体(CS839860)。通过半定量RT-PCR及qRT-PCR对纯合突变体(CS839860)中AT2G40600基因表达分析,发现该突变体中AT2G40600基因表达上调,该突变体为功能获得突变体。4.突变体表型分析:观察AT1G69340的T-DNA插入杂合突变体后代的果荚和种子,发现幼嫩果荚中有未发育的胚珠,成熟果荚中有干瘪种子的出现。通过萌发实验,这些干瘪的种子不能萌发成幼苗,这也解释了没有获得AT1G69340的T-DNA插入纯合突变体的原因——纯合突变胚胎致死。对各种胁迫条件下AT2G40600纯合突变体的表型分析发现:在含茉莉酸甲酯的培养基中该突变体与野生型拟南芥表型有明显的差异,突变体表现出幼苗生长对茉莉酸甲酯不敏感。5.为了进一步分析这两个基因功能,我们利用分子生物学手段克隆得到这两个基因的全长cDNA,并构建过量表达载体pCAMBIA3301NH-AT1G69340通过农杆菌浸染的方法转化杂合植株CS808255、CS839860,以期得到功能互补转基因株系。表达载体pCAMBIA3301H-AT2G40600转化野生型拟南芥,得到基因过量表达株系,进一步比较过表达转基因株系与该基因T-DNA插入突变体对茉莉酸甲酯的应答。6.将已构建好的pCAMBIA3301-PAtAPPR1Pases::GUS表达载体通过农杆菌浸染的方法转化到野生型拟南芥中,经筛选、鉴定得到抗性植株,并进行GUS染色,进行各基因在拟南芥中的组织表达特异性分析。7.将已构建好的pCAMBIA3301-GFP-AtAPPR1Pases表达载体通过农杆菌浸染的方法转化到野生型拟南芥中,经筛选、鉴定得到抗性植株,并进行GFP观察,进行各基因编码蛋白的亚细胞定位分析。8.因为AT2G40600基因的T-DNA插入突变体为功能获得突变体,为了进一步阐述该基因功能,我们构建了pCAMBIA3301-AT2G40600-00604G2TA沉默载体,转化野生型拟南芥以获取基因表达下调的株系,该基因沉默株系用于分析对茉莉酸甲酯的响应。9.通过酵母双杂实验,研究AT1G69340和AT2G40600基因编码蛋白与其它蛋白的相互作用。10.为研究拟南芥ABA受体在盐驯化中的作用,在本论文中,以购自ABRC的T-DNA插入突变体为材料,先通过PCR的方法对突变体进行基因型鉴定,得到T-DNA插入纯合突变体,再对纯合突变体幼苗进行盐驯化,以期能获得ABA受体应答盐驯化的相关信息,但目前尚未得到理想的结果。