TFL2/LHP1在高温响应通路中的功能初探

论文摘要

温度是制约作物产量和品质的主要环境因子之一,随着全球气候变暖,粮食作物的产量将逐渐下降。因此对于植物高温响应机制的研究显得刻不容缓,而研究表明表观遗传学在调控植物生长发育和逆境响应过程中均发挥重要作用。本研究通过高温处理表观遗传学相关突变体发现拟南芥中唯一一个异染色质蛋白HP1（Heterochromatin Protein 1）同源物TFL2/LHP1参与高温响应。本研究初步探究TFL2/LHP1在高温响应通路中的功能,主要结果如下:（1）28℃高温处理后,tfl2突变体不具有高温下下胚轴伸长的表型,且下胚轴细胞形态观察也显示下胚轴细胞不伸长。为进一步验证TFL2/LHP1在高温响应通路中的表型,本研究构建tfl2恢复系,发现高温条件下tfl2下胚轴不伸长的表型被恢复。上述结果表明TFL2/LHP1参与高温响应,并与高温诱导的下胚轴伸长有关。（2）HSP70（Heat Shock Protein 70）与植物耐热性相关,高温下HSP70基因的表达因组蛋白变体H2A.Z的调控而升高。高温处理012 h后,Col和tfl2中HSP70基因的表达量无显著上调。高温处理2448 h后,Col和tfl2中HSP70基因的表达量显著上调,但tfl2中升高的幅度较Col低。上述结果暗示,TFL2/LHP1可能不参与快速响应高温过程,而对植物适应高温的过程具有重要作用。研究表明PIF4（Phytochrome-Interacting Factor 4）和TFL2/LHP1均能直接结合在生长素合成基因YUCCA8的启动子上并正调控其表达。本研究发现,高温处理后,与Col植株相比,tfl2植株中PIF4表达量上升,但YUCCA8表达量变化不显著。上述结果暗示TFL2/LHP1可能通过影响PIF4调控YUCCA8基因的表达,进而调控高温诱导的下胚轴伸长。（3）酵母双杂实验结果表明TFL2/LHP1不能与PIF4互作,暗示TFL2/LHP1可能与其他蛋白协同调控参与高温响应通路。因此本研究进行酵母文库筛选相关蛋白,最终获得31个候选蛋白,其中包括GA合成过程中关键的基因CYP701A3、JA信号转导通路的阻遏物蛋白JAZ5以及NF-YB13等,这为下一步深入研究TFL2/LHP1如何通过调控植物激素网络进而调控高温响应提供了参考依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 高温对于植物的影响
•     1.1.1 细胞膜流动性的改变
•     1.1.2 代谢产物的改变
•     1.1.3 热休克蛋白的响应
•   1.2 热形态发生的概念
•   1.3 植物激素对于高温的调节
•     1.3.1 生长素对高温的调节
•     1.3.2 油菜素内酯对高温的调节
•     1.3.3 水杨酸对高温的调节
•     1.3.4 脱落酸对高温的调节
•     1.3.5 赤霉素对高温的调节
•   1.4 表观遗传学修饰在高温响应的主要研究
•     1.4.1 高温下DNA甲基化研究
•     1.4.2 高温下组蛋白共价修饰研究
•     1.4.3 高温下组蛋白变体研究
•   1.5 PIF4 介导的高温响应机制
•     1.5.1 PIF4 基因的转录调控
•     1.5.2 PIF4 基因参与调控高温响应
•     1.5.3 PIF4 基因与生长素
•   1.6 植物TFL2/LHP1 研究现状
•   1.7 研究目的和意义
• 第二章 材料与方法
•   2.1 材料
•     2.1.1 植物材料
•     2.1.2 菌株与质粒
•     2.1.3 试剂与仪器
•   2.2 方法
•     2.2.1 突变体的获得
•     2.2.2 植物材料的处理
•     2.2.3 下胚轴细胞的观察
•     2.2.4 载体的构建
•     2.2.5 冻融法转化农杆菌细胞
•     2.2.6 拟南芥转基因植株的获得
•     2.2.7 Western Blot
•     2.2.8 总RNA的提取
•     2.2.9 逆转录合成c DNA模板
•     2.2.10 实时荧光定量PCR
•     2.2.11 酵母的转化
•     2.2.12 诱饵蛋白的自激活检测
•     2.2.13 酵母文库的筛选
•     2.2.14 阳性菌落的挑选与回转鉴定
• 第三章 结果与分析
•   3.1 TFL2/LHP1 在高温下的功能分析
•     3.1.1 突变体表型分析
•     3.1.2 下胚轴细胞形态分析
•     3.1.3 pTFL2:TFL2:3×FLAG载体的构建
•     3.1.4 pTFL2:TFL2:3×FLAG转基因植株的获得
•     3.1.5 tfl2 恢复系的获得与表型观察
•     3.1.6 HSP70 基因表达量分析
•   3.2 高温下TFL2/LHP1与PIF4 关系的初步探究
•     3.2.1 TFL2/LHP1 同源蛋白序列分析
•     3.2.2 TFL2/LHP1 系统进化树分析
•     3.2.3 TFL2/LHP1 基因表达模式分析
•     3.2.4 PIF4 结构域分析
•     3.2.5 高温下tfl2与pif4 表型的比较
•     3.2.6 PIF4和YUCCA8 基因表达量分析
•     3.2.7 酵母载体的构建分析
•     3.2.8 TFL2与PIF4 自激活检测结果分析
•     3.2.9 TFL2与PIF4 酵母双杂结果分析
•   3.3 TFL2 互作蛋白筛选结果分析
•     3.3.1 阳性菌落的挑选与回转鉴定分析
• 第四章 讨论与结论
•   4.1 讨论
•     4.1.1 高温下TFL2/LHP1 的功能讨论
•     4.1.2 高温下TFL2/LHP1与PIF4 关系的初探
•   4.2 结论
• 参考文献
• 附表：本实验所使用的引物序列
• 附录：本实验涉及溶液的配制
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 颜妙玲

导师: 杨贞标,山室千鹤子（Chizuko Yamamuro）

关键词: 高温响应,酵母文库筛选

来源: 福建农林大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,生物学,生物学

单位: 福建农林大学

分类号: Q943.2;Q945.78

总页数: 74

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