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水稻vdac、ant及HL-sp1基因的表达研究

作　者: 罗凤燕
导　师: 刘学群
学　校: 中南民族大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 电压依赖性阴离子通道腺苷酸转位酶实时定量PCR 水稻
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 45次
引　用: 2次
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内容摘要

植物细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterility, CMS)是普遍存在于高等植物中的一种生物学现象,在遗传育种中有着重要的应用价值。大多数植物中,CMS的产生与线粒体基因组功能异常相关,如水稻红莲型CMS(HL-CMS)与其线粒体中的两个特有基因HL-sp1和orfH79有关。线粒体的功能也受核编码的蛋白的调控,如电压依赖性阴离子通道(Voltage-dependent anion channel, VDAC)蛋白参与包括NADH和ATP在内的离子和小分子跨线粒体外膜运输,在线粒体新陈代谢和离子信号传导中起重要作用;腺苷酸转位酶(Adenine Nucleotide Translocase, ANT)介导了线粒体内膜上ATP与ADP交换转运,ANT介导线粒体氧化磷酸化在细胞能量代谢中发挥重要作用。本研究探讨了HL-sp1、vdac和ant基因在水稻HL-CMS不育系中的表达,得到了如下主要结果:1.对水稻日本晴基因组中已预测得到的8个vdac基因及其表达产物进行了生物信息学对比分析。以水稻HL-CMS不育系YTA为材料,采用实时荧光定量PCR(real-time PCR)技术,比较分析了这8个vdac基因在YTA不同组织和不同发育时期的表达特性。结果表明,osvdac1和osvdac4在YTA各发育时期均有较高表达;在非生物胁迫(干旱、NaCl和甘露醇胁迫)及胁迫去除后8个vdac基因表达有明显差异。在此基础上,利用SMARTer RACE技术对osvdac4基因5’ UTR和3’ UTR序列进行分析,已得到该基因完整的3’ UTR序列。2.利用real-time PCR技术比较分析了3个ant基因在水稻HL-CMS不育系YTA不同生长与发育时期的不同组织中的表达特性。结果表明,osant1和osant2在YTA营养生长的根、茎、叶中的表达量均较高,而在生殖生长的不同时期小穗或花药中的表达量显著降低。osant3的表达模式较前两者明显不同,在YTA全生育期均为低水平表达。3.利用SMARTer RACE技术研究orf216基因完整的5’ UTR和3’ UTR序列,已获得该基因完整的3’ UTR序列,5’ UTR分析发现orf216基因与其上游基因共转录。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章文献综述  10-28
  1.1 线粒体与植物细胞质雄性不育  10-11
  1.2 电压依赖性阴离子通道  11-21
    1.2.1 VDAC 的结构  12-14
    1.2.2 VDAC 的生理功能  14-18
    1.2.3 植物VDAC  18-21
  1.3 腺苷酸转运酶(ANT)  21-26
    1.3.1 ANT 的结构  21-22
    1.3.2 ant 基因的表达  22-23
    1.3.3 ANT 的相关功能  23-26
  1.4 HL-CMS 不育候选基因HL-SP1  26
  1.5 本研究的主要内容、目的及意义  26-28
    1.5.1 本论文研究的主要内容  26-27
    1.5.2 本研究的目的和意义  27-28
第2章 HL-CMS 不育系8 个vdac 基因表达模式分析  28-65
  2.1 引言  28
  2.2 材料和试剂  28-29
    2.2.1 试验材料  28-29
    2.2.2 试剂  29
  2.3 实验方法  29-41
    2.3.1 水稻8 个vdac 基因的生物信息学分析  29-31
    2.3.2 HL-CMS 不育系中8 个vdac 基因表达模式分析  31-36
    2.3.3 osvdac4 基因cDNA 全长获得  36-41
  2.4 结果与分析  41-62
    2.4.1 水稻8 个vdac 基因的生物信息学分析  41-48
    2.4.2 HL-CMS 不育系不同发育时期8 个vdac 基因表达模式分析  48-51
    2.4.3 胁迫刺激对水稻YTA 中vdac 基因表达的影响  51-61
    2.4.4 osvdac4 基因的cDNA 全长克隆  61-62
  2.5 讨论  62-65
    2.5.1 水稻8 个vdac 基因的生物信息学分析  62-63
    2.5.2 HL-CMS 不育系不同发育时期8 个vdac 基因表达模式分析  63-64
    2.5.3 胁迫刺激对水稻YTA 中vdac 基因表达的影响  64
    2.5.4 osvdac4 基因cDNA 全长扩增  64-65
第3章水稻 ant 基因表达模式分析  65-70
  3.1 前言  65
  3.2 材料与方法  65-66
    3.2.1 试验材料  65
    3.2.2 试剂  65
    3.2.3 引物设计  65-66
    3.2.4 试验方法  66
  3.3 结果与分析  66-69
    3.3.1 ant 基因的RT-PCR 扩增  66-67
    3.3.2 ant 基因的定量表达分析  67-69
  3.4 讨论  69-70
第4章 HL-CMS 不育候选基因HL-sp1 cDNA 全长分析  70-76
  4.1 前言  70
  4.2 材料与方法  70-72
    4.2.1 实验材料  70
    4.2.2 试剂  70
    4.2.3 引物设计  70
    4.2.4 试验方法  70-72
  4.3 结果与分析  72-75
    4.3.1 orf216 3’末端RACE 扩增及TA 克隆  72
    4.3.2 orf216 5’末端RACE 扩增  72-73
    4.3.3 HL-sp1 基因转录模式的分析  73-75
  4.4 讨论  75-76
参考文献  76-100
致谢  100-102
附录  102
  在读期间发表的论文  102
  参与的科研课题及学术活动  102

水稻vdac、ant及HL-sp1基因的表达研究

内容摘要

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