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调控拟南芥ROP10介导ABA信号转导的RopGEFs基因筛选与初步分析

作　者: 王会
导　师: 朱咏华
学　校: 湖南大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 拟南芥脱落酸 RopGEFs ROP10 实时荧光定量PCR
分类号: Q943
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

小G蛋白ROPs(Rho-related GTPase from plants)是植物生长发育过程中重要的“分子开关”,参与调控了多种信号转导过程。ROP10蛋白是ABA应答的特异性负调控因子,但其信号转导机理尚未阐明。ROP鸟苷酸交换因子RopGEFs (guanine nucleotide exchange factor)为ROPs的上游调控子,使非活性ROPs转变为活性形式。拟南芥基因组编码14个植物特有的RopGEFs,但是他们在ABA信号转导途径中的作用尚有待确定。本文筛选并初步分析作用于ROP10上游以调控ABA应答的RopGEFs,为更详尽认识ROP10介导的ABA信号传导通路及作用机制奠定基础。1)本文确定了RopGEFs的组织表达特异性。在此基础上,比较了拟南芥野生型幼苗材料中RopGEFs及ROP10基因在外源ABA不同浓度和不同时间处理下的表达情况。不同的RopGEFs显示出不同的ABA应答水平,其中RopGEF1,2,3,5,11和14可能参与了ABA信号转导过程；2)以RopGEFs T-DNA插入缺失突变体为材料,研究外源ABA不同浓度处理下突变体中ROP10基因的表达情况。结果显示ROP10基因的转录水平在不同突变体中显示不同的表达变化模式。其中ROP10基因在RopGEF1 T-DNA插入缺失突变体中的表达基本不受ABA处理浓度的影响,推测RopGEF1可能在ROP10介导的ABA信号转导途经中起调控作用。另外,RopGEF2,5,11和14也可能通过其他信号途径参与了ABA应答；3)对ROP10, RopGEF1,2,11和14 T-DNA插入缺失突变体在外源ABA处理后的萌发率、根长、气孔开度及持水性等表型研究表明,突变体的生理表型相对野生型没有明显的变化。这可能与RopGEFs基因家族的功能冗余有关。本研究初步筛选出可能参与ROP10介导的ABA传导途径的RopGEFs基因,其功能仍需通过突变体构建、分析和蛋白质学方法进一步研究验证。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
缩略词  9-10
第1章绪论  10-23
  1.1 脱落酸的生理功能与信号转导  10-13
    1.1.1 脱落酸的发现  10
    1.1.2 脱落酸的分布及其生理作用  10-11
    1.1.3 ABA信号转导途径  11-13
  1.2 G蛋白  13-20
    1.2.1 G蛋白概述  13-14
    1.2.2 小G蛋白  14
    1.2.3 ROP蛋白  14-20
  1.3 实时定量PCR技术  20-21
  1.4 本论文研究目的、意义及内容  21-23
第2章 RopGEFs家族基因在ABA处理下的表达分析  23-36
  2.1 实验材料、试剂与仪器  23-24
    2.1.1 实验材料  23
    2.1.2 酶与主要试剂  23
    2.1.3 溶液配制  23-24
    2.1.4 实验仪器  24
  2.2 实验方法  24-29
    2.2.1 拟南芥RopGEFs基因芯片分析  24
    2.2.2 拟南芥材料的处理与收集  24-25
    2.2.3 总RNA提取及逆转录反应  25-26
    2.2.4 cDNA模板的检测  26-27
    2.2.5 引物的设计合成  27
    2.2.6 Real-time PCR检测方法的建立  27-29
  2.3 实验结果与讨论  29-34
    2.3.1 拟南芥RopGEFs基因芯片结果分析  29
    2.3.2 引物特异性检测  29-30
    2.3.3 RopGEFs表达的组织特异性  30-33
    2.3.4 不同浓度ABA处理对RopGEFs和ROP10表达水平的影响  33-34
    2.3.5 ABA处理不同时间对RopGEFs和ROP10的表达水平影响  34
  2.4 小结  34-36
第3章拟南芥RopGEFs T-DNA插入缺失突变体的功能研究  36-48
  3.1 实验材料、试剂与仪器  36-37
    3.1.1 实验材料  36
    3.1.2 酶与主要试剂  36-37
    3.1.3 溶液配制  37
    3.1.4 实验仪器  37
  3.2 实验方法  37-41
    3.2.1 拟南芥材料的处理与收集  37-38
    3.2.2 总RNA提取及逆转录反应  38-39
    3.2.3 cDNA模板的检测  39
    3.2.4 引物的设计合成  39-40
    3.2.5 RopGEFs T-DNA插入缺失突变体中ROP10的表达检测  40
    3.2.6 拟南芥RopGEFs与ROP10 T-DNA插入缺失突变体表型分析  40-41
  3.3 实验结果与讨论  41-47
    3.3.1 RopGEFs T-DNA插入缺失突变体中ROP10的表达分析  41-43
    3.3.2 拟南芥RopGEFs T-DNA插入缺失突变体萌发率分析  43
    3.3.3 拟南芥RopGEFs T-DNA插入缺失突变体根长分析  43-46
    3.3.4 拟南芥RopGEFs T-DNA插入缺失突变体气孔观测  46-47
    3.3.5 拟南芥RopGEFs T-DNA插入缺失突变体持水性观测  47
  3.4 小结  47-48
结论  48-49
实验总结及下一步工作设想  49-50
参考文献  50-56
附件A 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  56-57
致谢  57

调控拟南芥ROP10介导ABA信号转导的RopGEFs基因筛选与初步分析

内容摘要

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