论文摘要
植物所特有的HD2家族蛋白是一类重要的组蛋白去乙酰酶（HDAC）,在调节真核生物的组蛋白乙酰化水平上起着重要作用,对植物的生长发育和逆境适应均具有重要的影响。水稻中存在3个HD2家族蛋白,其中OsHDT701和OsHDT702的生物学功能已被报道,OsHDT703的生物学功能目前尚未见报道。本研究在分析了OsHDT703基因及其所编码蛋白质特点的基础上,进一步鉴定了该基因可能存在的可变剪接体,揭示了正常和逆境下OsHDT703在水稻不同组织部位中的表达模式,初步确定了OsHDT703蛋白在细胞中的表达部位及其组蛋白去乙酰酶活性,创建了OsHDT703的CRISPR敲除表达、过量表达及其与FLAG融合表达的转基因水稻材料,为进一步研究OsHDT703基因的生物学功能奠定了基础。主要结果如下:1.OsHDT703及其编码蛋白的生物信息学分析OsHDT703位于水稻的第1号染色体上,启动子序列中含有多种与激素和逆境响应相关的作用元件,如干旱诱导的MYB结合位点MBS、ABA响应元件、赤霉素响应元件等。该基因存在5种可变剪接体,这些剪接体对应的编码蛋白均具有HD2家族蛋白保守的NPL结构域;系统进化树分析结果表明,OsHDT703蛋白与OsHDT702蛋白的进化关系较近,与OsHDT701蛋白的进化关系较远。2.OsHDT703蛋白的亚细胞定位及生化功能通过构建OsHDT703-GFP融合表达载体,转化拟南芥原生质体进行亚细胞定位分析发现,OsHDT703蛋白主要在细胞核中表达。蛋白质免疫印迹实验结果表明,与野生型相比,OsHDT703其过量表达植株中H4组蛋白乙酰化水平则有明显降低的趋势;由此说明OsHDT703是一种组蛋白去乙酰化酶,能影响组蛋白H4的去乙酰化水平。3.正常和逆境下OsHDT703在水稻中的组织表达特性荧光定量PCR结果表明,正常情况下,OsHDT703基因在水稻的不同组织部位中均有表达,表达量最高的部位是茎,其次是幼穗,然后是根和叶片,籽粒中的表达量最低。OsHDT703基因对低温、干旱和高盐胁迫均匀响应,但响应的模式存在差异;在冷胁迫下,OsHDT703基因在根、茎、叶中的表达量均明显上调;干旱处理后,该基因在根和茎中的表达量均显著上调,叶中的表达量上调不显著;高盐处理后,OsHDT703基因在根和茎中均上调表达,而在叶中的表达量变化不明显。4.获得了OsHDT703的CRISPR敲除纯合突变体利用CRISPR基因编辑技术,共获得了24株阳性转基因T0代植株,有20株的靶位点发生了突变,阳性植株突变率为83.33%;20株中共有11株为纯合突变,纯合突变率为45.83%;纯合突变有4种类型,其中A碱基插入突变率为12.50%,T碱基插入突变率为16.67%,C碱基插入突变率为4.17%,C碱基缺失突变率为12.50%;这4种类型的纯合敲除突变均造成了OsHDT70基因编码的氨基酸序列翻译提前终止。5.创建了OsHDT703的过量表达及其与FLAG融合表达的转基因水稻材料构建了OsHDT703的过量表达载体和OsHDT703-FLAG融合表达载体,利用农杆菌介导法转化了粳稻中花11。目前获得了4个家系的OsHDT703基因过量表达T2代纯合植株,OsHDT703-FLAG融合表达转基因阳性T0代植株6株,为深入研究OsHDT703基因的生物学功能奠定了基础。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 邹志明
导师: 李绍波
关键词: 组蛋白去乙酰化酶,表达模式,亚细胞定位,水稻,可变剪接体
来源: 南昌大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 生物学,生物学
单位: 南昌大学
基金: 国家自然科学基金(31560383和31460279)
分类号: Q943.2
DOI: 10.27232/d.cnki.gnchu.2019.001859
总页数: 60
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相关论文文献
- [1].水稻OsHDT703基因的可变剪接体分析[J]. 华北农学报 2019(04)
标签：组蛋白去乙酰化酶论文; 表达模式论文; 亚细胞定位论文; 水稻论文; 可变剪接体论文;