棉花金屬硫蛋白基因GhMT3α的功能分析及擬南芥與水稻蛋白質(zhì)磷酸酶PP2C基因家族分析.pdf

1、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文棉花金屬硫蛋白基因GhMT3α的功能分析及擬南芥與水稻蛋白質(zhì)磷酸酶PP2C基因家族分析姓名：薛彤彤申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：發(fā)育生物學(xué)指導(dǎo)教師：鄭成超鐘圓20090605棉花金屬硫蛋白基因GhtdT3a的功能分析及擬南芥與水稻中蛋白質(zhì)磷酸酶彤粥基因家族分析組，獲得編碼PP2C蛋白的基因。得到的結(jié)果用SMART或者Pfam檢測序列中的PP2C元件，最后從擬南芥和水稻基因組中分別鑒定到80個(gè)和78個(gè)PP2C基因。在此基

2、礎(chǔ)上，我們做了基因家族的分類、染色體的定位、表達(dá)模式分析以及基因上游調(diào)控序列等方面的研究。主要結(jié)果如下：1通過反向nonllem差異篩選鹽脅迫誘導(dǎo)棉花幼苗葉片cDNA3℃庫獲得的一個(gè)編碼63個(gè)氨基酸的基因。該基因編碼蛋白與植物中金屬硫蛋白具有很高的同源性，具有典型的植物3類金屬硫蛋白序列特點(diǎn)，命名GhMT3a。2Northernblot表達(dá)分析表明GhMT3a能被NaCI、低溫、干旱、CuS04、ZnS04、百草枯(PQ)、過氧化氫(H

3、202)、ABA和乙烯等多種脅迫及激素信號誘導(dǎo)表達(dá)，而抗氧化劑N一乙?；鵏半胱氨酸(NAcetyl—Lcysteine，NAC)能夠有效的抑NNaCl、低溫、干旱脅迫對GhMT3a誘導(dǎo)。對過氧化氫相對水平的測定結(jié)果表明NAC能夠有效地降低NaCl、低溫、干旱脅迫條件下棉花幼苗qbROS水平。這些結(jié)果說明僦M紛口具有金屬硫蛋白受重金屬誘導(dǎo)的功能，ROS是非生物脅迫誘導(dǎo)GhMT3a表達(dá)的重要信號物質(zhì)。3同野生型相比，過量表達(dá)GhMT3a的轉(zhuǎn)

4、基因煙草能在200、300mMNaCI，4“C，25％PEG條件下更好的生長。而脅迫條件下，轉(zhuǎn)基因煙草中的H202水平遠(yuǎn)低于野生型煙草。過量表達(dá)GhMT3a能夠有效的提高轉(zhuǎn)基因酵母對PQ和H20z的抗性。這些結(jié)果說明GhMT3a能夠在真核細(xì)胞內(nèi)有效地清除ROS，維持ROS平衡從而提高植物對非生物脅迫的抗性。4對GhMT3a體外結(jié)合Zn2能力的測定表明每個(gè)GhMT3a蛋白最多能結(jié)合5個(gè)鋅離子，說明GhMT3a具有金屬硫蛋白家族結(jié)合金屬離子

5、的特性。5利用BLAST同源檢索分別從模式植物擬南芥和水稻中鑒定到80和78個(gè)P昀C基因。neighborjoining法分別構(gòu)建擬南芥和水稻中P船C基因家族的系統(tǒng)發(fā)生樹，根據(jù)分支上的解靴帶值將擬南芥與水稻的PP2C家族分別分為13與11個(gè)亞家族，基因結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)元件分析結(jié)果都支持這一分類。對擬南芥和水稻@PP2C基N的對比分析表明擬南芥的PP2C13個(gè)亞家族在水稻PP2C家族中都能找到同源基因，說明植物dePp2c各個(gè)亞家族在單子葉和