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玉米TIFY/JAZ蛋白全基因组分析

作 者: 周明
导 师: 邵继荣
学 校: 四川农业大学
专 业: 生物物理学
关键词: 玉米 TIFY基因 JA 虫害 诱导表达 亚细胞定位 抗逆性
分类号: S513
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


玉米是全球主要粮食作物之一,虫害是影响玉米产量的一个重要因素,农药的长期使用又使害虫产生抗性,严重影响玉米的产量和质量。TIFY家族基因是近年发现的能增强植物抗逆性的新基因。在拟南芥、水稻与大豆等作物中均有研究,本研究选择玉米作为研究材料,分析了玉米TIFY家族基因的生物信息内容,利用茉莉酸(JA)与害虫咬食诱导处理后,分析其相对表达量的变化,选择与拟南芥高度同源ZmTIFY14基因进行亚细胞定位,旨在对玉米TIFY家族的基因表达研究提供参考,为提高玉米产量与质量提供科学的依据,试验结果如下:1玉米TIFY基因家族生物信息学分析:试验在GenBank和玉米基因序列网选择玉米全基因组序列与拟南芥TIFY家族基因进行同源性比对,发现含有高度保守的TIF[F/Y]XG氨基酸序列的玉米TIFY基因家族共计43组。进化树分析结果表明,玉米TIFY家族及其同源基因可划分为6个类别。通过与拟南芥TIFY家族的同源比对,玉米TIFY家族基因中有4类基因与其具有高度同源性,其中以ZmTIFY14与AtJAZ10基因的同源性最高。2玉米TIFY基因JA和虫害诱导表达分析:本研将通过时实荧光定量检测玉米TIFY家族基因在JA和虫害诱导表达变化分析玉米TIFY家族基因中哪些基因参与表达,在没有外界压力存在时,植物体内没有足够JA存在,JAZ蛋白与MYC2结合,使MYC2处于失活状态;当受到环境胁迫时,植物体内合成足够的JA,在JAR1的作用下可形成JA-Ile。JA-Ile促进了SCFCOⅡ与JAZ蛋白的结合,导致了26S蛋白水解酶对JAZ蛋白的降解,使得有活性的MYC2被释放出来,从而启动了茉莉酸响应基因的转录,因此,在JA处理后玉米TIFY基因家族中参与表达的基因表达量应先升高在降低。此类TIFY基因有2个,其中以ZmTIFY14对JA和虫害诱导最为敏感,这与拟南芥中JAZ1O有很高的同源相似性。3ZmTIFY14亚细胞定位:通过生物信息学分析和JA,虫害诱导表达实验表明。实验结果证明ZmTIFY14与AtJAZ10不仅在生物同源性相近而且在生物功能上也趋于一致,对增强植物的抗逆性有较强的表达效应,AtJAZ10抗逆性已有研究。为了进一步确定其与拟南芥功能上的相似性。本实验对ZmTIFY14进行亚细胞定位发现其与AtJAZ10一样定位于细胞核。因此,本实验揭示ZmTIFY14是JAZ蛋白基因,参与玉米抗逆性主要基因之一。对其研究机理有待进一步实验。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章 文献综述  10-21
  1.1 TIFY基因家族的特性  10
  1.2 TIFY基因家族蛋白  10-12
    1.2.1 TIFY蛋白  10-11
    1.2.2 JAZ蛋白  11-12
    1.2.3 PPD蛋白  12
    1.2.4 ZML蛋白  12
  1.3 茉莉酸信号传递调控蛋白——JAZ蛋白  12-18
    1.3.1 JAZ蛋白的命名  13-14
    1.3.2 JAZ家族分类  14-15
    1.3.3 JAZ——茉莉酸因子MYC2的调控  15-16
    1.3.4 调控JAZ同SFC~(COII)结合的信号物质  16-17
    1.3.5 JAZ调控JA信号传递机制  17-18
  1.4 实时荧光PCR  18-19
    1.4.1 荧光PCR的原理  18
    1.4.2 荧光PCR的分类  18
    1.4.3 RT-PCR的标记方法及特点  18-19
  1.5 目的及意义  19-21
第二章 生物信息分析鉴定玉米TIFY/JAZ基因  21-25
  2.1 玉米TIFY家族基因的获取  21-22
  2.2 系统发育树的构建和同源性分析  22-25
第三章 茉莉酸诱导玉米TIFY/JAZ基因的表达  25-34
  3.1 材料与方法  25-26
    3.1.1 实验材料  25
    3.1.2 材料处理  25
    3.1.3 实验试剂  25
    3.1.4 溶液  25-26
    3.1.5 主要仪器  26
  3.2 实验方法  26-28
    3.2.1 玉米RNA的提取  26-28
      3.2.1.1 核酸提取的要求  26-27
      3.2.1.2 电泳所需溶液配制  27
      3.2.1.3 RNA提取步骤  27-28
  3.3 引物的设计与合成  28-30
    3.3.1 引物设计的一般原则  28-29
    3.3.2 JA诱导玉米TIFY基因家族表达的实时定量检测  29-30
  3.4 cDNA合成  30-31
  3.5 玉米PCR扩增  31
  3.6 实时荧光定量PCR  31
  3.7 JA处理玉米TIFY家族基因表达结果分析  31-33
  3.8 讨论  33-34
第四章 病虫害诱导玉米TIFY/JAZ基因的表达  34-36
  4.1 实验材料与方法  34-35
    4.1.1 实验材料  34
    4.1.2 材料处理  34
    4.1.3 实验试剂和仪器  34-35
  4.2 实验方法  35
  4.3 病虫害诱导玉米TIFY/JAZ基因的表达分析  35-36
第五章 玉米TIFY/JAZ蛋白在拟南芥原生质体中亚细胞定位研究  36-38
  5.1 实验材料与方法  36
    5.1.1 实验材料  36
    5.1.2 材料处理  36
    5.1.3 实验试剂和仪器  36
  5.2 实验方法  36
  5.3 ZmTIFY14蛋白亚细胞定位结果  36-38
总结  38-39
参考文献  39-44
致谢  44

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 玉米(玉蜀黍)
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