拟南芥SUD3基因调控核内复制及器官发育的分子机理

论文摘要

器官大小是植物重要的性状之一,探究器官发育分子机制也是一个重要的发育生物学问题。植物器官的大小受到细胞分裂和细胞扩展的调控,在细胞分裂和细胞扩展的过程中,又常常伴随着核内复制。核内复制水平能调控植物器官大小,但是目前核内复制调控植物器官大小的分子机制了解的比较少。在之前报道的研究中,发现DA3基因编码拟南芥中的去泛素化酶UBP14（UBIQUITIN-SPECIFIC PROTEASE14）,它是拟南芥中控制器官大小的一个很重要的基因,其突变体da3-1相较于野生型具有大的子叶,大的花器官及叶片卷曲的表型。同时UBP14与UVI4（ULTRAVIOLETB INSENSITIVE4）相互作用,影响细胞相关周期蛋白的稳定性,进而调控核内复制,最终影响细胞和器官大小的发育。为了进一步了解核内复制与器官大小的具体分子机制,实验人员在da3-1突变体背景下通过EMS诱变分离和鉴定了多个抑制子sud（suppressor of da3-1）。从备选抑制子中我们选择sud3为研究对象,并在sud3-1 da3-1和da3-1之间的杂交F2群体中,通过MutMap方法鉴定sud3-1突变。网上预测发现SUD3包含一个SKIP-SNW结构域,而SKIP（SKI-interacting protein）作为SKI互作蛋白,在酵母到人类的高级生物体中都广泛存在且高度保守,SKIP参与生物钟调控和非生物胁迫,同时SKIP是一个协同调控因子,它可能参与剪切和转录的起始,在酵母中有转录激活活性。我们发现sud3-1能部分抑制da3-1较大的花和种子,并能部分恢复da3-1突变体莲座叶卷曲的表型,这表明DA3和SUD3在一个共同的途径中发挥作用。我们证明,遗传上SUD3抑制了DA3和UVI4在核内复制中的影响。生化结果上,SUD3在体内和体外与UBP14和UVI4都存在相互作用。研究发现SUD3/AtSKIP通过与调节因子UBP14和UVI4的相互作用,以调节核内复制和器官生长。利用遗传、生化和分子生物学技术,结合生物信息学分析,我们探究了SUD3基因对核内复制的调控和其对器官大小的影响,并进一步阐明其可能的作用机理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词
• 1 前言
•   1.1 植物发育和器官发生
•   1.2 植物器官大小的调控
•     1.2.1 植物器官大小的转录调控
•     1.2.2 激素及其相关基因调控植物器官大小
•     1.2.3 泛素及其相关途径调控植物器官大小
•     1.2.4 核内复制及其相关途径调控植物器官大小
•   1.3 研究意义
• 2 材料与方法
•   2.1 实验材料和化学试剂
•     2.1.1 植物材料
•     2.1.2 突变体材料
•     2.1.3 菌株和质粒载体
•     2.1.4 生化试剂
•     2.1.5 抗体
•     2.1.6 实验室常用抗生素的配制
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 种子消毒及试剂配制
•     2.2.2 拟南芥基因组DNA的提取
•     2.2.3 突变体的鉴定
•     2.2.4 引物合成及DNA测序
•     2.2.5 质粒提取
•     2.2.6 载体构建
•     2.2.7 农杆菌转化
•     2.2.8 拟南芥总RNA的提取和c DNA的合成
•     2.2.9 实时荧光定量PCR检测基因的表达量
•     2.2.10 GUS染液的配制
•     2.2.11 形态学和细胞学分析
•     2.2.12 蛋白的原核表达、纯化以及验证
•     2.2.13 烟草系统免疫共沉淀（Co-IP）
•     2.2.14 蛋白的SDS-PAGE电泳
• 3 结果与分析
•   3.1 抑制子备选基因的筛选鉴定
•   3.2 sud3-1 能够部分抑制da3-1 表型
•   3.3 SUD3 编码AtSKIP
•   3.4 SUD3 的互补验证
•   3.5 SUD3 的表达模式
•   3.6 SUD3 的亚细胞定位
•   3.7 SUD3 是核内复制调控的一个正调控因子
•   3.8 SUD3 参与核内复制的调节
•   3.9 SUD3同DA3 在体内和体外都存在相互作用
•   3.10 SUD3 在体外和体内与UVI4 存在相互作用
•   3.11 sud3-1 部分抑制uvi4 核内复制表型
• 4 结论和讨论
•   4.1 sud3-1 部分抑制da3-1 的表型
•   4.2 SUD3 参与调控DA3 核内复制过程
•   4.3 SUD3与DA3和UVI4 的相互作用
•   4.4 SUD3 的功能展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张怡兰

导师: 郭思义,李云海

关键词: 核内复制,抑制子

来源: 河南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 河南大学

分类号: Q945

总页数: 68

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