茶树CLC超家族基因的鉴定及CsCLCe的克隆与功能验证

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liwulai11111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氟化物通常会对植物的形态、生长和发育等方面产生不利影响。而茶树[Camellia sinensis(L.)O.Kuntze]作为一种氟富集植物,比其它植物更具氟耐受性,但其耐性机制仍然有待研究。近年来,有研究发现电压门控氯离子通道(Voltage-gated Chloride Channel,CLC)超家族具有运输 Cl-、NO3-、F-等各种阴离子的功能,一些细菌中的CLC蛋白可以将F-转运出细胞以降低氟的毒害。为了解析茶树氟富集的机制,本文通过筛选和鉴定茶树CLC超家族基因,利用生物信息学手段对其进行了分析;通过外施不同浓度Cl-、F-处理茶树幼苗,检测CsCLCs在茶树不同组织的相对表达量,筛选出可能具有氟转运功能的CsCLCe基因,并对过表达CsCLCe型拟南芥在氟胁迫下进行功能验证,以此探究茶树的氟富集机理,为茶树的遗传改良提供理论依据。主要结果如下:1、从茶树基因组(登录号:GS200008)中鉴定出8个茶树CLC基因,并将其分别命名为CsCLCb-e、CsCLCf1-f2、CsCLCg1-g2。通过对基因结构进行分析发现,CsCLCs外显子数目从3到24不等,编码的蛋白结构包含2-10个跨膜结构域。此外,系统进化树的结果表明CsCLCs超家族可分为两个亚类,并发现亚类 Ⅱ 中的成员(CsCLCb-d、CsCLCg1-g2)包含 GxGIPE(Ⅰ),GKxGPxxH(Ⅱ)和PxxGxLF(Ⅲ)这三个典型的保守结构域,而亚类Ⅰ则显示不同的保守残基,分别发挥不同的功能。上述结果为进一步了解CsCLCs成员提供基本信息。2、不同浓度 Cl-(0、5、10 mM)、F-(0、0.14、0.28 mM)处理茶树幼苗后,检测CsCLCs在不同组织(根、茎、叶)及不同时间(0、6、12、24、48 h)下相对表达量,发现CsCLCs对Cl-和F-的响应出现亚功能化。其中CsCLCc和CsCLCg2(亚类Ⅱ)对Cl-处理更敏感,并可能参与Cl-的吸收和长距离运输;F-处理下 CsCLCe 和 CsCLCf1-f2(亚类Ⅰ 比 CsCLCb-d和 CsCLCg1-g2(亚类 Ⅱ)的响应更显著。3、从茶树中克隆出可能与氟转运相关的CsCLCe基因,包含碱基数为2,355 bp,编码784个氨基酸。CsCLCe的保守序列与亚类Ⅱ的成员有所不同,且与细菌CLCFs的进化关系较近。此外,过表达型拟南芥根系的亚细胞定位结果验证了该蛋白定位在质膜上。并且通过分析氟处理下的过表达型拟南芥株系,并和野生型株系进行对比,发现过表达型株系在氟处理下的萌发率和根长显著优于野生型,证明了过表达型株系更具耐氟性。综上所述,本文利用生物信息学技术研究了茶树CLC超家族的基本信息,结合CsCLCs超家族基因在氟、氯处理下的相对表达量,筛选出可能参与氟转远的候选基因,并克隆获得CsCLCe,进行异源表达并验证其耐氟性。实验结果不仅为了解茶树CLC成员提供了基本信息,而且为探索茶树氟富集的分子机制提供理论数据。
其他文献
黄瓜(Cucumis sativus L.)是葫芦科甜瓜属的一种重要的园艺和经济作物,具有悠久的栽培历史。在生产中由于生物胁迫和非生物胁迫的存在,对栽培黄瓜的产量、品质都造成很大程度的影响,因此为保障黄瓜产量和品质需要不断进行选育黄瓜新品种。然而传统黄瓜育种方式由于其育种年限长、抗性基因较少、效率较低等因素,很难快速得到满足人们需求的优良品种。转基因技术是现代分子育种的重要手段,其在解析基因功能、
学位
芹菜(Apium graveolensL.)属于伞形科芹菜属,是一种重要的叶菜类蔬菜作物。芹菜原产于地中海和中东地区,在我国有着悠久的栽培历史。芹菜具有较高的营养和药用价值,富含芹菜素、类胡萝卜素、维生素、类黄酮以及挥发性的芳香成分,全株可入药。非生物胁迫是影响植物生长发育及产量和品质的重要因素。高温、低温、干旱和高盐胁迫会破坏植物细胞的膜结构,打乱植株自身的水分平衡,对植株的生长发育产生较大的影
肉类在膳食结构中承担重要的角色。肉中因其含有丰富的营养素(蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等)对人体的生长发育和人类进化发展发挥着至关重要的作用,是人体获取蛋白质的重要来源。肉蛋白质的消化吸收和代谢过程非常复杂,不仅与肉的种类、胃肠道蛋白消化酶有关,而且与肠道微生物有很大关系。近年来,关于不同肉类蛋白对人体健康影响众多,但多在动物上的研究(鼠类、猪、猴等),而利用人体临床实验研究肉类膳食对人体肠道微生
绿肥是用作肥料的绿色植物体,是中国传统的重要有机肥料之一。保证绿肥的生长质量且做到合理使用才能更好的发挥绿肥的增产作用。不同水肥调控及与作物的种植模式都会影响绿肥的生长。为此,本研究通过筛选高效固氮微生物,并与产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)菌株和豌豆根瘤菌株联合,经盆栽验证,形成针对不同绿肥的专用微生物菌剂配方;同时,以典型旱地农业区域内蒙古武川为研究区,针对其水分
随着科学技术的飞速发展,科学家已经发现近万种抗生素,为现代人类健康和社会进步发挥了巨大的作用。但抗生素进入环境中,会对生态系统造成影响。由于抗生素复杂的分子结构、不易被降解等特性,环境中含有的抗生素往往不能被完全去除。本论文进行了生物质碳复合材料去除氧氟沙星的实验研究,选择了小麦秸秆为基底,采用浸渍法来制备掺氮生物质碳复合材料。本文采用透射电子显微镜(TEM)表征了这种生物质碳复合材料的微观结构、
海马(Hippocampus)是高等哺乳动物大脑的重要组成部分,其功能涉及学习与记忆、情绪与认知等过程。海马氧化应激同癫痫,抑郁和躁狂症的发生都有密切关系。有研究表明,海马组织氧化应激增多造成的线粒体功能障碍及神经元损伤是抑郁的病因之一。减少神经元氧化损伤和线粒体功能障碍可能成为治疗抑郁症的新策略。锌α2糖蛋白(ZAG)是一种在体内多种组织中均有发现的脂肪因子。研究表明大脑中的瘦素、脂联素可调节神
学位
学位
学位