学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

拟南芥类糖苷水解酶基因AtGHL的功能研究

作　者: 岳智亮
导　师: 潘延云
学　校: 河北农业大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 拟南芥(Arabidopsis thaliana) 糖苷水解酶(GH) 糖饥饿雄蕊
分类号: Q943
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 28次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

作为生物体四大有机分子之一,糖的代谢是整个生物代谢的中心。它既是植物的生长发育过程中重要的结构组分,又是一种细胞间用于通讯的信号分子。糖类的代谢主要包括合成、修饰、分解等过程,参与这些过程的酶根据功能不同各司其职。如糖类的合成需要糖基转移酶(glycosyl transferases);糖类的修饰需要糖脂酶(carbohydrate esterases);分解则需要糖苷水解酶和多糖裂解酶(glycoside hydrolases and polysaccharide lyases)等。糖苷水解酶(glycoside hydrolase,GH)亦称为糖苷酶,是作用于各种糖苷或寡糖使糖苷键水解的酶类总称。根据氨基酸序列,可以将糖苷水解酶划分为130个家族(GHs),但是至今仍有很多基因没有被分到任何一个家族中。拟南芥基因组中已鉴定出401个糖苷水解酶基因,分别属于35个不同家族。糖苷水解酶作为糖类代谢的关键组分,其生物学功能得到了广泛的研究。本文利用反向遗传学,借助遗传转化和RT-PCR等生化和分子生物学手段,研究了拟南芥中两个新的类糖苷酶基因AtGHL1和AtGHL2的生物学功能。研究发现:1.通过生物信息学分析,AtGHL1和AtGHL2两个基因的核苷酸及氨基酸序列同源性达90%以上,其编码蛋白均有糖苷酶特有的DUF1680复合结构域和类6-发卡糖苷酶,但这两个基因没有被归属到目前分类的任何糖苷酶家族中,为两个新型的类糖苷水解酶。2.通过PCR鉴定及RT-PCR检测,分别获得了AtGHL1和AtGHL2的基因缺失突变体ghl1和ghl2;通过RNAi载体的构建及遗传转化,获得两个基因表达均下调的转基因植株ghli。表型检测发现,各突变体均存在雄蕊缺失的现象,表明AtGHL基因可能参与了雄蕊发育的过程。3.根据拟南芥遗传转化株中报告基因GUS和YFP的表达,发现这两个基因主要在幼苗、莲座叶及花等器官的输导组织中表达。亚细胞定位结果显示,AtGHL定位于细胞壁。4.通过糖饥饿胁迫及RT-PCR检测,发现AtGHL基因转录受糖饥饿的诱导。在不含蔗糖的MS培养基中,突变体ghl1和ghli幼苗生长受到严重影响,存活率仅为20%。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 引言  10-14
  1.1 糖苷水解酶的化学性质及分类  10-11
  1.2 糖苷水解酶的生理功能  11-13
  1.3 本试验的研究目的和意义  13-14
2 材料与方法  14-24
  2.1 试验材料  14-15
    2.1.1 植物材料  14
    2.1.2 仪器设备  14-15
    2.1.3 试剂和工具酶  15
    2.1.4 培养基配方  15
    2.1.5 引物合成  15
  2.2 试验方法  15-24
    2.2.1 拟南芥两种AtGHL 基因的生物信息学分析  15
    2.2.2 拟南芥的种植  15
    2.2.3 拟南芥 ghl1 与 ghl2 突变纯合体的鉴定  15-16
    2.2.4 RT-PCR 半定量检测  16-17
    2.2.5 AtGHL1 与AtGHL2 启动子及cDNA 的扩增与载体构建  17-21
    2.2.6 RNAi 载体构建  21
    2.2.7 拟南芥的遗传转化  21-22
    2.2.8 转基因植株的GUS 染色  22
    2.2.9 基因枪转化洋葱表皮  22-23
    2.2.10 糖饥饿条件下拟南芥AtGHL 基因的表达分析  23-24
3 结果与分析  24-35
  3.1 拟南芥两种AtGHL 基因的生物信息学分析  24-25
  3.2 ghl1 和 ghl2 突变纯合体的 PCR 鉴定  25-26
  3.3 载体构建及拟南芥的遗传转化  26-30
    3.3.1 定位表达载体的构建  26-27
    3.3.2 RNAi 表达载体的构建  27-28
    3.3.3 拟南芥的遗传转化  28-30
  3.4 AtGHL1 和AtGHL2 基因的组织定位及亚细胞定位  30-31
    3.4.1 AtGHL1 和AtGHL2 基因的组织定位  30-31
    3.4.2 AtGHL1 和AtGHL2 基因的亚细胞定位  31
  3.5 各突变体植株雄蕊的表型观察  31-33
  3.6 AtGHL1 和AtGHL2 基因受糖饥饿诱导  33-35
    3.6.1 糖饥饿条件下转基因植株的GUS 染色  33
    3.6.2 糖饥饿条件下AtGHL1 和AtGHL2 基因RT-PCR 半定量检测  33-34
    3.6.3 糖饥饿条件下幼苗的表型观察  34-35
4 讨论  35-38
  4.1 拟南芥AtGHL 基因功能研究策略  35
  4.2 AtGHL 为新型的类糖苷水解酶  35-36
  4.3 AtGHL 基因参与雄蕊的发育  36
  4.4 AtGHL 为糖饥饿诱导基因  36-38
5 结论  38-39
参考文献  39-45
在读期间发表的学术论文  45-46
作者简历  46-47
致谢  47-48

拟南芥类糖苷水解酶基因AtGHL的功能研究

内容摘要

全文目录

相似论文