一、DNA聚合酶x家族的系统发育分析(论文文献综述)
刘维妙[1](2021)在《芸薹属基本种扩展蛋白基因家族的进化分析及花粉发育相关扩展蛋白基因的功能分化研究》文中研究说明花粉发育和授粉受精过程是开花植物完成有性生殖的重要环节。花粉发育异常会影响其功能的正常完成,进而影响后代的繁衍。授粉受精过程的顺利进行离不开花粉管正常的萌发和伸长。花粉管的萌发通常起始于成熟花粉粒的内壁。在花粉管快速伸长的过程中尤其需要细胞壁的快速扩展,众多细胞壁合成和重塑蛋白都参与其中。植物扩展蛋白(expansins,EXP)是一类重要的细胞壁重塑蛋白,可以与细胞壁的多糖组分结合,通过破坏细胞壁组分之间的非共价键引起植物细胞壁的松弛,促进植物细胞的生长。扩展蛋白基因家族被细分为四个亚家族,分别是EXPA(expansin A subfamily,扩展蛋白A亚家族)、EXPB(expansin B subfamily,扩展蛋白B亚家族)、EXLA(expansin like A subfamily,扩展蛋白类A亚家族)和EXLB(expansin like B subfamily,扩展蛋白类B亚家族)。虽然近年来扩展蛋白基因的功能被广泛研究,但是有关扩展蛋白基因在植物生殖发育阶段的功能以及有关EXPA和EXPB亚家族基因协调作用都还鲜有报道。本文以白菜‘矮脚黄’(Brassica campestris ssp.chinensis,syn.B.rapa ssp.chinensis cv.Aijiaohuang)核雄性不育两用系ajhGMS‘Bcajh97-01A/B’和黑芥(B.nigra cv.Z1411-02)以及甘蓝(B.oleracea cv.Jingfeng 1)为材料,对芸薹属三个二倍体基本种的扩展蛋白基因家族进行鉴定、进化和表达分析,明确三个基本种扩展蛋白基因家族的进化特征,为探究扩展蛋白基因在花粉和花粉管发育过程中的功能提供相关基础;由基因家族分析筛选到两个在白菜花粉发育后期和花粉管中高表达的基因BrEXPB4和BrEXPB9,通过人工microRNA技术研究BrEXPB4和BrEXPB9在白菜花粉和花粉管发育中的功能;采用CRISPR/Cas9技术和过表达技术对两者在模式植物拟南芥中的同源基因AtEXPB5进行生物学功能的分析,并对与其在花粉和花粉管发育阶段具有冗余功能的AtEXPA4进行验证;通过酵母单杂交和双荧光素酶实验对AtEXPB5和BrEXPB4/9可能参与的转录调控路径进行研究。取得的主要结果与结论如下:(1)通过三步分析法,鉴定了芸薹属三个基本种(白菜、甘蓝和黑芥)的扩展蛋白基因家族,并经与模式植物拟南芥的系统发育、基因结构和理化特性的比较分析对它们的扩张模式和进化细节进行了研究,发现经过独立的进化,扩展蛋白基因家族在这三个基本种中的相似性较多,而分歧较少。通过比较启动子和编码序列的差异,发现在拟南芥和三个基本种的直系同源物之间存在显着正相关性。随后的表达分析表明这三个物种的扩展蛋白基因家族中存在广泛的功能差异,特别是在生殖发育过程中筛选到两个在白菜花粉和花粉管发育阶段强烈表达的基因BrEXPB4和BrEXPB9。(2)通过烟草和洋葱瞬时表达体系进行亚细胞定位的结果表明,BrEXPB4和BrEXPB9都定位在细胞壁上,这与它们都具有信号肽结构的预测结果一致。通过荧光定量PCR和GUS基因报告系统进行的时空表达分析表明,BrEXPB4和BrEXPB9的表达模式也很相似,都是从单核花粉后期开始表达,并随着花粉的发育,表达量逐步升高,并且可以一直持续到花粉管中。(3)采用人工microRNA技术分别和同时抑制BrEXPB4和BrEXPB9的表达,进而对它们的生物学功能进行鉴定。当它们被单独抑制时,对植株的生长发育并没有造成明显的影响。然而当它们的表达被同时抑制时,却造成约50%的花粉败育,并不能正常萌发。对败育花粉的细致观察显示,花粉的败育起始于单核花粉晚期,进一步使小孢子细胞质和花粉内壁降解,最终造成花粉败育和萌发异常。(4)通过亚细胞定位和时空表达分析,发现AtEXPB5定位在细胞壁上,并且其编码基因在成熟花粉粒和花粉管中强烈表达。然而,无论是敲除AtEXPB5还是过表达AtEXPB5都未对拟南芥的生长发育造成显着影响。结合前人相关电子表达谱的研究,发现仅有AtEXPA4在生殖发育阶段与AtEXPB5具有相似的表达模式。构建了AtEXPA4的敲除和过表达材料,并通过杂交获得AtEXPA4和AtEXPB5的双突变体,观察发现在双突变体中,花粉管伸长的速度显着减缓,并且无论是AtEXPB5还是AtEXPA4都可以恢复双突变体花粉管伸长减缓的表型,说明AtEXPA4和AtEXPB5冗余地参与了花粉管的发育。(5)通过亚细胞定位和时空表达分析,发现AtEXPA4定位在细胞壁上,其编码基因不仅在生殖发育阶段表达,也在拟南芥的根中优势表达。主根长度和根分生区的测量结果表明,AtEXPA4对于主根的生长具有促进作用。(6)通过酵母单杂交和双荧光素酶实验表明,AtEXPB5的表达可由AtTDF1和AtAMS共同激活,而这一调控途径在白菜中并不保守。这说明AtEXPB5和BrEXPB4/9的生物学功能产生分化,并且参与不同的转录调控路径。BrEXPB4/9及其同源基因AtEXPB5在表达模式、功能和调控网络上显示出巨大差异说明在进化过程中,同源基因物也会产生功能和调控的变化。
杨怀欣[2](2021)在《基于转录组的大口黑鲈(Micropterus salmoides)piscidins基因鉴定及感染胁迫响应研究》文中研究说明大口黑鲈(Micropterus salmoides)是我国重要的经济淡水养殖鱼类品种之一。然而,近年来由于养殖业的集约化发展,养殖环境的恶化及抗生素滥用导致的微生物耐药,其生长过程中遭受的细菌、病毒以及寄生虫等病害日趋严重,不仅给大口黑鲈养殖业造成了巨大的经济损失,也严重掣肘了养殖业的健康可持续发展。鱼类具有与高等脊椎动物相似的免疫防御系统调控基因及基因调控产物,具备机体行使免疫功能的组织、细胞及分子基础。然而对鱼类免疫系统的分子基础研究还不深入,一定程度上阻碍了鱼类免疫学的发展及免疫技术的应用。因此,深入了解大口黑鲈免疫系统相关基因及其分子机制,对于加强鱼类免疫系统的分子细胞学基础研究,揭示物种特异性免疫相关基因的起源及其产生的分子遗传机制和动力学规律,以及制定更为健康高效的养殖对策和措施都具有重要意义。本研究选取大口黑鲈的系统淋巴组织(systemic lymphoid tissue)——头肾和脾脏进行转录组测序,对转录组数据筛选挖掘出大量免疫组织、细胞及因子的编码基因,如免疫球蛋白IgM、IgD、IgZ;趋化因子受体CXCR1、CCL20;补体C1、C2、C3、C4、C6、C7、C8、C9等;以及多种较高基因丰度的免疫效应因子如:piscidin、defensin、hepcidin、lysozyme与pentraxin等。其中,piscidin家族是硬骨鱼特有的免疫效应因子,主要由巨噬细胞、单核细胞、粒细胞、肥大细胞和上皮细胞合成分泌,在硬骨鱼系统淋巴组织和黏膜淋巴组织(mucosa-associated lymphoid tissue,MALT)免疫应答中扮演着重要角色。我们首次从该物种cDNA文库中利用半巢式PCR技术克隆得到了三条piscidins的编码基因,MSPiscidin-1、2和3,其开放阅读框(opening reading frame,ORF)长度分别为222、231和192 bp,编码3个分别由73、76和63个氨基酸组成的piscidins前体。多序列比对表明3个前体均由N端信号肽,成熟肽和pro-domain结构域组成,且成熟肽分别具有24、27、25个氨基酸。对piscidin家族的系统发生进行分析,piscidin基因家族根据其结构域和系统发育上的近缘关系分为四个分支,其在属内较为保守且在物种内呈多态性遗传。大口黑鲈与石斑鱼属(Epinephelus)内物种的piscidins聚集表明其在进化地位上较近的亲缘关系。此外,种系分类目(Order)未定的狼鲈科物种内piscidins单独成簇且较为保守,印证了该科物种在进化地位的特殊性。Piscidin家族基因的适应性进化分析表明该基因为应对环境中复杂多变的病原威胁经历了达尔文正向选择的作用而表现出快速进化的趋势,其成熟肽趋向于向多样性和低序列相似性进化。MSPiscidin-2和3基因产物功能分析表明二者对水生病原菌具有广谱快速的杀菌能力,最小抑菌浓度(minimal inhibit concentration,MIC)范围为2.81-11.23μM,并可在低于MIC浓度下抑制导致微生物耐药的生物膜形成。结构研究表明MSPiscidin-2和3在微生物膜模拟的环境中形成两亲性α螺旋结构,该结构对于其靶向微生物细胞膜,引发膜电位去极化形成孔洞发挥抗菌活性十分关键,这与扫描电镜观察结果相一致。随后利用实时荧光定量PCR考察了MSPiscidin-1、2和3对大口黑鲈主要致病菌哈维氏弧菌的感染胁迫响应,结果表明MSPiscidin基因可为感染胁迫诱导表达,在所检测的系统淋巴组织(脾脏、头肾、肝)及黏膜相关淋巴组织(皮肤、鳃、肠)中的转录水均显着上调,进一步揭示了piscidins免疫因子在大口黑鲈免疫应答中的防御功能。综上,大口黑鲈piscidins免疫因子的深入挖掘在分子水平上丰富了鱼类免疫的物质基础研究,同时该物种丰富的免疫基因资源也有助于认识物种生态适应的进化机理及自然指导的药物设计,对渔业健康持续发展具有一定意义。
卫倩鹤[3](2021)在《紫芝倍半萜合酶GsSTPS1和GsSTPS2的克隆及功能验证》文中认为灵芝是中国的传统中药,具有抗肿瘤、免疫调节等药理活性。目前灵芝有效成分的研究主要集中在三萜成分和多糖成分,关于灵芝中倍半萜类成分的研究比较少。药用灵芝的两个基源,紫芝Ganoderma sinense Zhao,Xu et Zhang和赤芝Ganoderma lucidum(Leyss.ex Fr.)Karst.,已经完成了基因组和转录组的测序和注释工作。本研究从分子生物学角度出发,基于紫芝基因组和转录组数据,筛选并克隆紫芝倍半萜合酶的c DNA序列,再将其转入宿主菌中完成异源表达,进行紫芝倍半萜合酶功能特性的分析和紫芝体内倍半萜化合物的开发。主要研究结果如下:(1)通过比对紫芝基因组数据和转录组数据,发现Gs STPS1的c DNA序列除了比Gs STPS2的c DNA序列在5’端少42 bp外,其他序列完全一致。Gs STPS1和Gs STPS2的开放阅读框分别为1029 bp和1071 bp,编码生成包含342个和356个氨基酸的多肽。两者均具有倍半萜合酶的保守基序D(D/E/N)XX(D/E)和NSE/DTE基序,符合倍半萜合酶的基本特征。Gs STPS1和Gs STPS2的二级结构和三级结构均不相同,表明Gs STPS1和Gs STPS2的活性与功能可能不同。(2)将Gs STPS1和Gs STPS2构建在p ET28a载体上并转入大肠杆菌BL21(DE3)细胞中不表达蛋白,构建在p ET32a载体上并转入大肠杆菌Rosetta(DE3)细胞中实现了蛋白的异源表达。这一结果表明基因的异源表达受载体和菌株的影响。Gs STPS1和Gs STPS2的可溶性蛋白表达量不同,Gs STPS1的可溶性表达远低于Gs STPS2。通过单因素实验优化蛋白表达条件,使Gs STPS1的可溶性蛋白表达量从9.87%增加到13.12%,Gs STPS2的可溶性蛋白表达量从17.62%增加到28.07%。其中Gs STPS1的最佳诱导培养条件为:初始菌液OD600值0.8,诱导温度18℃,诱导时间16 h,IPTG终浓度0.7 m M。Gs STPS2的最佳诱导培养条件为:初始菌液OD600值0.8,诱导温度18℃,诱导时间12 h,IPTG终浓度1 m M。(3)通过蛋白纯化步骤获得Gs STPS1和Gs STPS2的纯酶溶液,而后加入底物FPP(焦磷酸法尼酯)进行体外酶活性实验,鉴定两者的体外功能。采用顶空固相微萃取法(HS-SPME)与气质联用技术(GC-MS)相结合分析Gs STPS1和Gs STPS2的酶产物,结果显示两者催化生成的产物不同,Gs STPS2的催化活性远大于Gs STPS1。Gs STPS1催化生成倍半萜烃类化合物β-bourbenene,β-copaene,cis-muurola-4(15)5-diene,γ-muurolene和germacrene D。Gs STPS2催化生成倍半萜烃类化合物α-cubebene,trans-β-copaene,β-copaene,cadina-3,5-diene,cis-muurola-4(15),5-diene,germacrene D,α-muurolene,γ-cadinene,δ-cadinene和倍半萜含氧衍生物gleenol,epicubenol,τ-muurolol。通过对Gs STPS1和Gs STPS2的大肠杆菌培养物进行HS-SPME-GC-MS分析,鉴定两者在大肠杆菌体内的功能。结果显示,Gs STPS1在大肠杆菌体内没有催化活性,Gs STPS2催化生成倍半萜含氧衍生物gleenol,epicubenol,τ-muurolol。(4)通过将Gs STPS1和Gs STPS2亚克隆到p YES2/CT表达载体上并转入酿酒酵母细胞INVSc1中,鉴定两者在酵母体内的功能。酿酒酵母培养物的HS-SPME-GC-MS分析结果显示,Gs STPS1在酿酒酵母体内促进了α-nerolidol的合成,Gs STPS2在酿酒酵母体内催化生成了倍半萜cubenene及倍半萜含氧衍生物gleenol,epicubenol,τ-muurolol。Gs STPS1和Gs STPS2的体外酶产物、大肠杆菌体内产物、酿酒酵母体内产物在种类和数量上均有一定的区别,表明酶反应的微环境对酶活性和产物特异性具有一定影响。(5)通过将Gs STPS1和Gs STPS2与绿色荧光蛋白m GFP5融合表达,并使用激光共聚焦显微镜观察绿色荧光蛋白的发光位置,分析两者在紫芝菌丝体中的亚细胞定位情况。结果显示,Gs STPS1和Gs STPS2在紫芝菌丝体中的亚细胞定位不同,主要的区别是Gs STPS2-m GFP5共表达的绿色荧光蛋白没有定位在细胞核内,而Gs STPS1-m GFP5共表达的绿色荧光蛋白能够定位在细胞核内。蛋白的定位能在一定程度上反应出蛋白的功能,Gs STPS1和Gs STPS2定位的不同表明其在紫芝菌丝体内可能执行不同的功能。
张上哲[4](2021)在《牦牛群体结构变异和驯化研究》文中认为家牦牛(Bos grunniens)和野牦牛(Bos mutus)都属于牛属(Bos)。以前的研究都认为家牦牛驯化自野牦牛。家牦牛在青藏高原游牧民族的生活中起着重要的作用,是人类在高海拔地区生存和生活的重要条件。先前的群体遗传学研究发现,家牦牛被驯化于距今约7100年前。驯化过程中,一些和神经系统相关的基因受到选择作用。在本研究中,主要完成了两个方面的研究内容:我们组装了一个染色体水平的家牦牛参考基因组序列,该基因组也是目前为止所有反刍动物中最高质量的参考基因组;我们使用群体水平的长读长全基因组测序数据,鉴定了家牦牛和野牦牛群体中的基因组结构变异,勾画了牦牛基因组结构变异图谱,揭示了基因组结构变异与牦牛驯化的关系。主要研究结果如下:(1)对家牦牛基因组测序和组装得到的基因组大小为2.83 Gb,Contig N50长度达到44.72Mb。利用Hi-C的测序结果对基因组序列的contig进行挂载,将其定位到31条染色体上,scaffold N50长度到达了114.39Mb。完成了家牦牛参考基因组从scaffold水平到染色体水平的升级。(2)对家牦牛中的重复元件、非编码元件和蛋白编码基因预测结果表明,家牦牛的基因组中,43.90%都是由重复序列组成,基因组中约有0.72%的序列编码多种非编码RNA,基因组共预测得到了21232个蛋白编码基因,与使用Illumina序列组装的基因组结果类似。对蛋白编码基因的功能注释显示,97%的编码基因都有相应的功能。(3)对家牦牛基因组和其他多个物种的基因家族研究显示,牦牛基因组中的全部基因能够聚类为15662个基因家族,提取这些基因家族中鉴定获得的单拷贝基因构建最大似然树发现:家牦牛和野牦牛在系统发育树上为姊妹枝,它们一起和野牛属的北美野牛(Bison bison)、欧洲野牛(Bison bonasus)关系更近;而与牛属其它物种相对较远。(4)基于长读长、短读长和基因组组装之间鉴定得到的结构变异分别为372903,125531和353307个,这些结构变异代表了牦牛完整的结构变异遗传图谱。对结构变异相关序列的分析结果表明,导致结构变异发生的主要是重复序列,而不同长度的结构变异又包括不同类型的重复序列。(5)借助三代全基因组测序,对23个家牦牛和6个野牦牛进行了结构变异的鉴定和群体遗传学研究。通过评估群体之间高分化的结构变异,获得了可能是驯化过程中受选择的3680个结构变异,这些结构变异涉及725个蛋白编码基因区域。对上述结构变异相关的基因进行功能富集发现,它们主要和神经系统的发育,精神疾病等驯化综合征的表型相关,也有一些基因与驯化动物的经济性状相关,如免疫,脂肪存储和生殖等。综上所述,从遗传资源的角度来看,本研究组装了一个高质量的家牦牛参考基因组,并报道了首个牦牛的基因组结构变异图谱,为后续的牦牛遗传学研究提供了珍贵的遗传资源和材料。从牦牛驯化的角度,我们还揭示了基因组结构变异和牦牛驯化的关系,对目前研究较少的非模式生物的群体结构变异挖掘提供了整合的方法,为动物驯化的遗传学机制研究提供了新的视角。
苟亚夫[5](2021)在《蓖麻WD40蛋白家族鉴定及RcTTG1调控脂肪酸合成功能初探》文中研究指明蓖麻环境适应能力强,种子油中蓖麻油酸含量丰富,是在许多国家广泛栽培的一种重要工业能源作物。与其他食用或工业用的植物脂肪酸不同,蓖麻油酸是D-12-羟基十八烷基-顺式-9-烯酸(Δ9cis 18:1-OH12),独特的羟基结构赋予了其优良的理化性质。以羟基化修饰为核心的蓖麻油酸合成途径在种子发育过程中具有时空特异性,相较于其他油籽植物,蓖麻可能存在更为特殊的脂肪酸合成调控机制。植物中的WD40重复蛋白作为蛋白质-蛋白质及蛋白质-DNA相互作用的平台,以非酶活性的方式调控包括种子发育在内的许多植物生长发育过程。为系统分析WD40蛋白在蓖麻种子发育和脂肪酸积累中的潜在功能,本研究利用生物信息学手段在全基因组水平鉴定了蓖麻RcWD40家族基因,并通过时空表达分析探究了该家族成员对于蓖麻种子发育的调控作用,预测了其重要成员RcTTG1基因对于蓖麻油酸积累的潜在负调节功能。本文主要结论如下:1.根据蓖麻全基因组序列注释信息,通过Hmmer搜索比对及结构域的Pfam和SMART数据库验证,鉴定得到182个蓖麻WD40家族基因。根据在染色体上的分布情况将它们命名为RcWD40-1到RcWD40-182,并对它们的理化性质等进行了预测。2.将蓖麻和拟南芥的WD40蛋白一起构建进化树,根据进化树的拓扑结构将蓖麻的WD40蛋白分为8个系统发育簇。根据蛋白质结构域组成,将蓖麻WD40蛋白划分为28个亚家族。这些结果显示家族成员WD40结构域外的保守性不高。3.蓖麻不同组织部位的RNA-seq表达分析揭示了RcWD40家族基因在花、叶、根、茎、种子中具有不同的表达模式,种子不同发育时期的表达分析揭示了RcWD40s在种子发育中的调控作用。4.鉴定并克隆了家族成员RcTTG1基因。种子不同发育时期的表达分析显示,RcTTG1与蓖麻油酸合成关键酶及正调控因子存在表达模式上的差异,表现为负相关性,预测其对于蓖麻油酸的积累存在潜在的负调控作用。
顾晓燕[6](2020)在《对拟南芥VAMP714基因功能的研究及SNARE蛋白系统进化分析》文中提出植物激素生长素及其定向胞间运输在植物生长发育的许多方面,如主根和侧根形成、导管组织分化、向性运动及胚胎发育等,起着重要作用。生长素输出载体-PIN-FORMED(PIN)蛋白在细胞中的不对称分布决定了细胞间生长素流动的方向。有一种内吞途径调节着PIN蛋白在质膜和内体之间的循环,从而提供一种动态定位的机制,而这需要膜系统及其与之连在一起的货物蛋白的调节性运动和融合来完成。可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子附着蛋白受体(SNAP receptors,SNAREs)是参与囊泡运输和膜融合的关键蛋白,根据其序列可分为Q-或者R-SNAREs。迄今为止,对于R-SNARE尤其是VAMP714(Vesicle Associated Membrane Protein 714)蛋白的功能知之甚少。本论文通过对vamp714 T-DNA插入突变体、显性负效应突变体以及超表达体的研究发现一个依赖于R-SNARE的胞外途径对PIN蛋白从高尔基体到质膜的定位是至关重要的。此外,本论文利用9种有代表性的绿色植物已有的表达和转录组数据,研究了SNARE蛋白的系统进化模式。具体研究结果如下:1.与野生型相比,vamp714 T-DNA插入突变体、显性负效应突变体以及超表达体均表现出幼苗根短、直立度低、植株矮小且分支数较多,向重力性作用发生异常,突变体根部细胞排列紊乱,没有组织性。在所有vamp714相关突变体根尖,生长素的分布模式出现异常,且含量均较低。启动子-GUS报告基因(pro VAMP714::GUS)的表达分析发现,无外源生长素时,VAMP714基因主要在根部维管组织和皮层细胞中表达,在子叶的叶脉及静止中心少量表达,在根尖和真叶中无GUS信号;但外源生长素可以诱导GUS信号在真叶叶脉及根尖表达。2.vamp714 T-DNA插入突变体、显性负效应突变体及超表达体均表现出根部小柱细胞分布异常,缺少小柱层和一个特定的静止中心(QC)以及小柱干细胞表现出分化的特性,表明所有vamp714相关突变体根的QC没有功能。茎尖分生组织相关基因SHORTROOT(SHR)和SCARECROW(SCR)的转录水平在所有vamp714相关突变体中均表现为下调。生长素处理可以诱导VAMP714以及VAMP7-1相关基因家族成员的表达水平上调。PIN1,PIN2和PIN4基因的转录水平在所有vamp714的突变体中均下调。3.VAMP714:GFP和VAMP714:mCherry融合蛋白均定位在质膜和囊泡中,协助囊泡运输。VAMP714蛋白与PIN1和PIN2蛋白在质膜上共定位。PIN蛋白的定位在所有vamp714相关突变体中均发生异常。使用囊泡运输抑制剂Brefeldin A(BFA)处理后,PIN1和PIN2以及VAMP714在vamp714 T-DNA插入突变体、显性负效应突变体及超表达体背景下,没有在BFA小体中聚集,表明VAMP714对于PIN胞内体的循环是必不可少的。用肌动蛋白解聚物latrunculin B(Lat B)处理显示VAMP714相关的囊泡在细胞质中聚集。结果表明:VAMP714与PIN蛋白经过相同的从BFA腔室到质膜的内体循环,定位在相同的囊泡,并且形成了依赖肌动蛋白的内吞循环通路的一部分,该通路可以将PIN蛋白运输到质膜。4.对植物物种间不同种类SNARE蛋白的系统进化分析表明:在拟南芥中发现两个Qc-SNARE同系物AT1G16225和AT1G16230、一个R-SNARE同系物AT3G25013。每个SNARE类群都可以被分成亚分支,其中多数亚分支包含所有被研究物种的基因,证明其古老的进化起源。在所有拟南芥SNARE中鉴定出了46个蛋白基序,通过构建每个基因类别的最大似然树突出基序的丢失和获得的进化模式。对64个SNARE蛋白编码基因在拟南芥79个器官和发育阶段的表达分析显示:SNARE蛋白编码基因在拟南芥发育过程中能够进行广泛的表达和显着的调控。5.分析遗传距离与表达距离的关系,发现除了Qa以外,在其它任何SNARE基因类别内或基因类别间均无显着的正相关关系,说明不能排除进化历程中通过基因复制和随后的快速亚/新功能化的可能性。随着多细胞生物的进化,所有SNARE蛋白的数量都会增加。综上,囊泡运输相关膜蛋白基因VAMP714在生长素运输及信号转导过程中起重要作用,且VAMP714对于PIN蛋白在质膜上的运输和定位至关重要。本论文最大的创新点在于其是首次经过系统研究表明拟南芥VAMP714参与调控PIN蛋白相关的囊泡到质膜的胞吐作用以及PIN蛋白在质膜和内体之间的循环过程,这也是生长素激活的依赖于VAMP714的PIN蛋白或生长素运输系统的正调节循环回路的一部分。此外,本论文也是首次分析整个SNARE蛋白家族的系统进化关系,提供了关于SNARE家族基因在绿色植物中的多样化模式和驱动因素的见解。理解这些系统发育关系有助于理解SNARE功能的进化。而且这也为进一步研究SNARE蛋白在植物发育和对环境响应过程中的特定功能提供了一个平台。
孙亚杰[7](2020)在《Cry1Ca诱导的二化螟中肠差异磷酸化蛋白组分析》文中提出鳞翅目害虫二化螟Chilo suppressalis(Walker)是危害我国水稻生产最严重的害虫之一。苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)产生的杀虫蛋白(Cry)已经成功地转入到水稻中用于防治二化螟等害虫。研究昆虫对Cry蛋白的防御机制有利于更好地应用转基因抗虫作物。昆虫对Cry蛋白的细胞防御反应主要受丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)路径调控,而MAPK只是应急信号通路之一,并不直接参与对抗成孔杀虫蛋白,其下游基因才起真正的防御作用。实验室前期研究发现,p38 MAPK参与了二化螟对Cry1Ca的防御过程,但对Cry1Ca起防御作用的p38 MAPK下游基因并不清楚。MAPK下游基因的激活可能受p38MAPK通路磷酸化进行调控的。因此,本研究首先利用差异磷酸化蛋白质组筛选受Cry1Ca诱导的差异磷酸化蛋白、再通过RNA干扰技术鉴定候选蛋白与Cry蛋白毒力之间的关系、最后利用q PCR等技术分析目的基因的表达模式及其与p38 MAPK的上下游关系。研究结果对明确昆虫对Cry蛋白的防御机制具有重要意义,同时为提高Cry蛋白对靶标昆虫的毒力、延缓靶标昆虫对转Bt抗虫作物的抗性发展提供新的思路和理论依据。主要结果如下:1.利用同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantification,i TRAQ)技术测定Cry1Ca处理和无Cry1Ca处理组的二化螟中肠磷酸化蛋白质组,一共得到了523个唯一肽段,其中发生磷酸化的蛋白有437个。Cry1Ca处理与无Cry1Ca处理的二化螟中肠中磷酸化水平差异的蛋白有45个,其中,磷酸化程度上调的有21个,下调的有24个。按照磷酸化差异倍数和文献检索,我们选择了其中7个基因进行下一步实验。根据二化螟转录组注释,这7个基因为uncharacterized protein LOC101736359(Up101)、uncharacterized protein LOC105391923 isoform X2(Up105)、domain-binding glutamic acid-rich protein homolog(Gph)、autophagy-related protein 2 homolog A-like(Arp)、protein lethal(2)essential for life-like(Elf2)、spectrin alpha chain isoform X3(Sac)、thioredoxin-related transmembrane protein 1-like(Trtp)。2.合成靶标基因的ds RNA,用饲喂法进行RNA干扰。利用q PCR技术检测喂食ds RNA 48小时后靶标基因的m RNA的表达量变化。结果显示Up101、Up105、Gph、Arp、Elf2、Sac、Trtp基因的表达量明显下调。将抑制基因表达后的二化螟幼虫转到T1C-19(表达Cry1Ca蛋白)、TT51(表达Cry1Ab/Cry1Ac蛋白)、T2A-1(表达Cry2Aa蛋白)3种转基因水稻上,结果显示,只有Elf2基因被抑制表达后,二化螟幼虫取食这三种水稻的死亡率比对照组显着升高,表明只有Elf2基因参与了二化螟对3种Cry蛋白的防御作用。3.获得Elf2全长序列后,利用NCBI blast进行搜索显示该基因含有一个典型的small heat shock protein(s Hsp)功能域。其开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)共507bp,编码168个氨基酸,预测蛋白分子质量为19.01 k Da。系统发育分析表明,Elf2的蛋白序列与斜纹夜蛾的Hsp19.3同源性最高。Elf2时空表达模式分析表明该基因在4龄幼虫的体内表达量最高,且在中肠中表达量最高。进一步利用q PCR技术验证该基因与p38的转录调控关系,结果显示,饲喂ds Csp38后,Elf2的表达量显着下降,饲喂的ds Elf2后,p38的表达量没有显着变化。表明Elf2基因位于p38MAPK通路的下游。
郭迅[8](2020)在《红树林和海山沉积物病毒多样性及其潜在的生态意义研究》文中提出病毒是地球上丰度最高的“生物”类群,它们广泛地存在于所有已知的生境中。海洋生态系统中病毒的丰度大约是海洋原核生物的10倍。因其巨大的丰度和基因多样性,病毒在海洋生态系统中发挥着非常重要的调控作用。本文从浅海(红树林)和深海(海山)两个生境入手,针对未培养病毒(利用宏基因组测序的分析方法)及可培养病毒(利用噬菌体分离培养的分析方法)两方面进行海洋病毒多样性、地理分布及其潜在生态功能的研究。(1)红树林是地球上生产力最高的生态系统之一,发挥重要的生态功能。作为碳储存量最丰富的生物群落,红树林占陆地向海洋输入碳总量的11%。之前的研究主要侧重于红树林中的动物群落、植物群落和细菌群落,对红树林生态系统中病毒的群落结构、遗传多样性及其发挥的生态作用知之甚少。本研究从三种不同红树林生境(即海湾、河流和港口)沉积物样品中分离纯化病毒粒子,并利用病毒宏基因组学的方法对病毒DNA进行了深入的测序和分析。比对结果显示,红树林沉积物病毒在很大程度上是未知的。主要病毒类群的系统发育分析显示,不同生境红树林病毒序列具有广泛的多样性并出现了以前未知的病毒分支,这表明不同区域红树林病毒可能具有共同的遗传特征。病毒基因型比较分析表明,红树林沉积物病毒主要受海水影响,淡水对其影响较小。值得注意的是,我们从红树林病毒中发现了丰富的辅助碳水化合物活性酶(CAZyme)基因,其中大部分参与红树林生态系统中复合多糖的生物降解。预测结果显示,这些CAZyme基因可能广泛存在于能够感染不同细菌类群的病毒中。该部分的研究结果表明,红树林病毒种类繁多,可能通过参与复杂多糖的降解直接调控碳循环,为揭示病毒在红树林生态系统中发挥的生态作用提供了重要参考。(2)作为深海大洋中的独特生态环境,海山往往具有较高的生物量、生物多样性和生物独有性。但是关于海山沉积物中病毒多样性以及海山地理隔绝对病毒群落结构的影响等方面的认识还有很大欠缺。本研究利用bulk-metagenomics方法(先测沉积物总DNA,再从中挖掘病毒信号进行分析)对不同海山沉积物样本中病毒群落进行了初步研究。我们共从海山沉积物中鉴定出34个病毒科和245个病毒属,其中主要为有尾噬菌体。通过对比不同海山沉积物样本的病毒群落结构,我们发现在病毒分类组成方面,海山沉积物病毒群落结构相似度较高,但同时不同海山样品中也存在特异的病毒类群。病毒基因功能预测结果显示不同海山沉积物样本中病毒功能基因的相对丰度存在较大的差异。此外,我们发现海山沉积物中存在大量与“氨基酸、脂质、碳水化合物、无机离子等物质代谢和运输”功能相关的病毒辅助代谢功能,这些辅助代谢功能需要进行更深入的分析研究,以探讨海山沉积物病毒与宿主的相互作用关系,以及海山沉积物病毒的潜在生态学功能。(3)海洋环境中的病毒绝大多数都是感染细菌、螺旋体等微生物的噬菌体。但相比于浅海,目前从深海环境获得的纯培养噬菌体还比较少。本研究通过分离培养的方法,从深海沉积物样品中筛选出9株噬菌体。利用透射电镜观察噬菌体的形态特征,结果表明深海沉积物中可培养噬菌体的形态是多样的。对其中从M2海山沉积物中分离得到的一株裂解性噬菌体Gxv1进行了深入研究。结果发现Gxv1是短尾噬菌体科Salasvirus属的一个新成员,且与芽孢杆菌噬菌体phi29具有较高的同源性。一步生长曲线结果表明噬菌体Gxv1在感染宿主后约3-3.5小时开始复制,在感染后6.5小时达到平稳期。从Gxv1基因组中共预测到34个基因,主要编码与DNA复制、转录调节、裂解功能有关的蛋白质。这一研究将有助于提高我们对深海海山病毒多样性的认识以及病毒-宿主相互作用的理解。
李睿瑞[9](2020)在《大庆湿地水体中蓝藻和噬藻体的分布特征研究》文中提出噬藻体是一类能够感染蓝藻的具有双链DNA病毒,广泛分布于不同水生环境中,它在调节水体中蓝藻种群的密度、多样性及生物地球化学循环起重要。近年来,噬藻体遗传多样性、生物学特性等研究是生态学研究的热点。但对大庆湿地水体中噬藻体基因多样性的研究鲜有报道。本研究以噬藻体中DNA聚合酶pol基因和磷酸盐辅助代谢基因phoH基因为分子标记,采用PCR扩增-克隆-Sanger测序技术对大庆湿地的噬藻体遗传多样性和群落分布进行研究,揭示了大庆湿地水体中噬藻体DNA pol基因和phoH基因的多样性,采用分离纯化的方法获得了大庆湿地水体中噬藻体病毒株和蓝藻类群,通过电镜技术观察了噬藻体的形态,形态学结合分子生物学方法鉴定了可培养蓝藻的分类归属,对大庆湿地水体中可培养噬藻体的DNA pol基因进行了克隆测序,探究大庆湿地水体中可培养噬藻体和环境样品中噬藻体的对应关系,高通量测序技术调查了大庆湿地水体中蓝藻类群的多样性,为后续研究蓝藻和噬藻体多样性之间的关系提供了材料,主要结论如下:1、以噬藻体中编码DNA聚合酶的pol基因为分子标记,研究噬藻体在大庆湿地水体中的群落分布。采用简并性引物CP-DNAP-349E和CP-DNAP-533Ra/Rb,对大庆湿地水体中的噬藻体pol基因进行PCR扩增,从3个大庆湿地水体样品中获得了59条噬藻体DNA pol基因序列,经NCBI数据库中BLASTp比对发现这些序列的相似度为71%-99%之间。系统进化分析发现这些序列被划分成5个集群(Groups 1-5),黎明湖、龙凤湿地和扎龙湿地水体中的短尾噬藻体群落分布不同。将本研究获得的pol基因与不同环境(海洋、稻田、湿地沉积物)的短尾噬藻体pol基因通过系统发育分析,发现大庆湿地水体中存在新的pol基因集群。非度量多维尺度(NMDS)分析发现大庆湿地水体中的短尾噬藻体DNA pol基因集群与来自淡水湖泊和稻田的短尾噬藻体DNA pol基因集群亲缘关系较近,而与那些来自海洋和沿海河口以及湿地沉积物的短尾噬藻体DNA pol基因集群亲缘关系较远。以磷酸盐辅助代谢基因phoH基因为分子标记,探究噬藻体在大庆湿地的群落分布。采用简并性引物vPhoHf/vPhoHr从4个大庆湿地水体样品中获得了73条来源于细菌病毒的phoH基因克隆序列。系统发育分析发现,仅来自大庆湿地水体的的细菌病毒phoH基因序列形成了5个新的亚群(Groups 3 f、Groups 3 g和Groups 6 f、Groups 6 g、Groups 6 h),表明大庆湿地水体中存在新的phoH基因集群。基于非度量多维尺度(NMDS)分析发现大庆湿地水体的细菌病毒phoH基因集群与来自海洋和稻田的细菌病毒phoH基因集群亲缘关系较远,与来自湿地沉积物环境中的细菌病毒phoH基因集群亲缘关系较近。2、采用双层平板分离纯化了大庆湿地四个地点的水样中获得14株以Anabaena PCC7120为寄主的可培养噬藻体,对其中4株可培养噬藻体的生物学特性进行了研究,结果发现四株噬藻体在温度高于50℃的其活性几乎消失;在pH 7-8之间活性最高,在紫外光照射3min以上活性几乎消失。电镜观察其中十二株噬藻体为二十面体的短尾噬藻体。在黎明湖水体以鱼腥藻(Anabaena PCC7120)为寄主的3株噬藻体中,获得了3条DNA pol基因序列,系统发育地位与黎明湖水体中获得的噬藻体DNA pol基因序列聚在一起。3、从大庆湿地水体中采用平板划线分离方法分离蓝藻菌株,获得3株菌株,对分离获得的3株蓝藻进行鉴定,基于16s rRNA和psbA基因系统进化分析,结合其形态学特征,鉴定出3株蓝藻均为颤藻目,颤藻科,鞘丝藻属。4、采用高通量测序技术对大庆湿地水体中的蓝藻多样性进行了调查,LLM-Jun、LLMSep和ZLW-Jun分别代表六月份黎明湖水体样品、九月份黎明湖水体样品和六月份扎龙湿地水体样品。发现扎龙湿地水体蓝藻丰富度chao1指数、多样性Shannon指数和Simpson指数均高于黎明湖水体;而不同时期的黎明湖水体中蓝藻群落的丰富度之间无差异,而从蓝藻多样性Shannon指数和Simpson指数发现六月份黎明湖水体低于于九月份黎明湖水体;三个样点均以Cyanobium PCC-6307为优势菌属,并且在黎明湖水体的蓝藻的丰富度要高于扎龙湿地;黎明湖水体中,Cyanobium PCC-6307的丰富度九月份水体中要高于六月份的水体;大庆湿地相同时期不同地点的蓝藻群落组成差异较大,而在不同时期相同地点的蓝藻群落组成差异较小。综上所述,本研究以DNA pol基因和phoH基因为分子标记基因,发现了大庆湿地水体中有1个新的噬藻体DNA pol基因集群和5个新的phoH基因亚群,大庆湿地水体中噬藻体DNA pol基因集群与稻田水体亲缘关系更近,与湿地底泥和海洋水体中噬藻体的DNA pol基因集较远;phoH基因集群与与湿地沉积物亲缘关系较近,与海洋环境亲缘关系较远;大庆湿地水体中蓝藻群落结构随采样时间和地点发生明显不同。分离纯化了以鱼腥藻(Anabaena PCC7120)为寄主的噬藻体,并获得了三条可培养噬藻体的DNA pol基因序列,其位置分布在黎明湖水体噬藻体DNA pol基因序列特有的进化分枝上,为后续研究蓝藻和噬藻体之间的对应关系提供了的理论依据。
史昊强[10](2020)在《深海极端嗜热嗜压古菌Thermococcus barophilus Ch5尿嘧啶DNA糖苷酶生化性质及催化机理的研究》文中提出极端嗜热古菌主要生存于深海热液口、火山口、陆地热泉等高温环境,其最适生长温度在80℃以上。高温会增加DNA中碱基脱氨基的速率,造成碱基损伤,而对这些损伤碱基在被修复之前进一步复制会引起基因突变的发生。胞嘧啶脱氨基形成尿嘧啶,是DNA中最为常见的脱碱基类型。通常在其被修复之前,复制DNA中尿嘧啶会造成G:C到A:T的突变。尿嘧啶DNA糖苷酶(Uracil DNA glycosylase,UDG)是细胞启动碱基切除修复途径进行修复DNA中尿嘧啶的第一个关键酶。UDG广泛分布在细菌、古菌、真核生物以及一些病毒中。根据其识别底物的专一性,UDG分为六个家族。目前,基因组已测序的极端嗜热古菌至少编码一种UDG。极端嗜热嗜压古菌Thermococcus barophilus Ch5于大西洋中脊(Logachev油田烟囱,3020米深)的深海热液区分离得到,其最适生长温度为85℃,最适生长压力为40 Mpa。T.barophilus Ch5的基因组编码两个UDG(Tba UDG194和Tba UDG247),其对应的基因分别为TbCh5v12287和TbCh5v10629。本论文以Tba UDG247为研究对象,研究了该酶切除DNA中尿嘧啶的生化性质,分析了该酶切除DNA中尿嘧啶的催化机理。第一部分研究内容主要是利用分子生物学技术对Tba UDG247进行了基因克隆、诱导表达与蛋白纯化。通过使用聚合酶链式反应技术对Tba UDG247基因进行扩增,将酶切后的Tba UDG247基因连接至pET-30a(+)中。随后将测序验证成功的重组质粒热激活转化至感受态细胞诱导表达目的蛋白。通过细胞破碎、热处理和Ni柱亲和纯化等步骤得到Tba UDG247蛋白。第二部分主要研究了Tba UDG247切除DNA中尿嘧啶的生化性质。从实验结果来看,重组的Tba UDG247在65℃下仅切除ssDNA和dsDNA中的尿嘧啶,但不能切割正常的ssDNA和dsDNA,并在70~75℃下表现出最适的切除活性。Tba UDG247在4.0至11.0的pH范围内能切除DNA中的尿嘧啶,最适pH为7.0~9.0。此外,Tba UDG247的活性与二价金属离子无关;但是,Zn2+和Cu2+都完全抑制该酶的活性。高NaCl浓度也抑制该酶的活性。另外,Tba UDG247切除DNA中尿嘧啶效率的顺序为U-ssDNA≈U:G-dsDNA>U:T-dsDNA≈U:C-dsDNA>U:A-dsDNA。动力学结果显示,Tba UDG247以相似的速率切除ssDNA和dsDNA中的尿嘧啶。结合实验结果表明,Tba UDG247结合含有尿嘧啶的ssDNA的能力要强于其结合含有尿嘧啶的dsDNA的能力。本论文的第三部分内容研究了Tba UDG247切除DNA中尿嘧啶的催化机理。极端嗜热古菌Sulfolobus tokodaii UDG的晶体结构显示,氨基酸残基E42、N82、H164和F55包裹着尿嘧啶,推测它们可能具有识别尿嘧啶的功能。Tba UDG247中的E118、N159、H126和Y127分别对应S.tokodaii UDG中的E42、N82、H164和F55,暗示着这些氨基酸残基是该酶切除DNA中尿嘧啶的关键位点。为了证实这一假说,本论文利用定点突变技术,构建了Tba UDG247突变体E118A、N159A、H126A和Y127A。按照野生型Tba UDG247蛋白的诱导表达和纯化方法,对上述四个突变体蛋白进行了表达与纯化,并分析其切除和结合DNA中尿嘧啶的能力。研究发现,E118A、N159A和H216A突变体完全失去了切除活性并保留了较弱的结合活性,表明氨基酸残基E118、N159和H216对于Tba UDG247切除和识别DNA中的尿嘧啶是必需的。但是,Y127A突变体显示出与野生型蛋白相似的切除和结合DNA中的尿嘧啶的活性,暗示着氨基酸残基Y127可能在维持该酶的蛋白质构象方面发挥作用。本论文的第四部分内容探讨了 Tba UDG247具有双功能酶活性的特征。通过对Tba UDG247与其他源自极端嗜热古菌和细菌的UDG的氨基酸序列比对,我们发现该酶缺失存在于其他极端嗜热古菌和细菌UDG中的一些保守结构域。系统发育树分析结果表明,Tba UDG247仅存在Thermoccous属中,而属于第四家族的Tba UDG194存在Thermoccous属和Pyroccous属中,暗示着Tba UDG247为Thermoccous属特有的UDG。进一步的系统发育树分析结果表明,Tba UDG247介于家族Ⅳ和家族Ⅴ之间,位于一个独立的分支,暗示着该酶为新家族的UDG,可能具有新的功能。切割DNA实验结果的发现,Tba UDG247不仅能够切割DNA中尿嘧啶与脱氧核糖的N-C糖苷键,去除尿嘧啶从而产生AP位点(Apurinic/Apyrimidinic),而且能够进一步切割该AP位点。因此,Tba UDG247具有糖苷酶和AP裂合酶的两种活性。由此可见,Tba UDG247不同于已报道的单功能UDG,即只具有DNA糖苷酶活性,而类似于双功能的8oxoG DNA糖苷酶,即具有DNA糖苷酶活性和AP裂合酶活性。本论文发现了Tba UDG247为一种新型的双功能UDG,揭示了该酶从DNA中切除尿嘧啶的生化性质,并阐明了该酶切除DNA中尿嘧啶的关键氨基酸残基。本论文关于Tba UDG247生化性质、催化机理、系统发育分析等方面的研究成果,为阐明极端嗜热古菌DNA中尿嘧啶的碱基切除修复途径提供了重要的线索。此外,本论文关于Tba UDG247新功能的发现,为揭示UDG的进化关系提供依据,也为单、双功能DNA糖苷酶的演化提供了重要的证据。另外,本论文所研究的Tba UDG247,具有热稳定性,暗示其在分子生物学技术研究领域具有潜在的应用前景,也丰富了深海嗜热环境极端酶资源。
二、DNA聚合酶x家族的系统发育分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、DNA聚合酶x家族的系统发育分析(论文提纲范文)
(1)芸薹属基本种扩展蛋白基因家族的进化分析及花粉发育相关扩展蛋白基因的功能分化研究(论文提纲范文)
致谢 |
缩略词 |
摘要 |
Abstract |
前言 |
1 文献综述 |
1.1 植物扩展蛋白基因家族的研究进展 |
1.1.1 扩展蛋白的结构特点和起源 |
1.1.1.1 扩展蛋白的结构特点 |
1.1.1.2 扩展蛋白基因的起源 |
1.1.2 不同植物扩展蛋白基因家族成员的比较 |
1.1.3 进化过程中扩展蛋白基因亚家族的基因结构和结构域较保守 |
1.1.4 扩展蛋白基因在染色体上广泛分布 |
1.1.5 染色体片段重复是扩展蛋白基因家族主要扩张模式 |
1.1.6 扩展蛋白基因在不同植物组织中的表达丰度不同 |
1.2 扩展蛋白在植物生长发育中的作用 |
1.2.1 扩展蛋白基因在植物营养生长中的功能 |
1.2.1.1 种子萌发 |
1.2.1.2 根的生长发育 |
1.2.1.3 叶片的生长发育 |
1.2.2 扩展蛋白基因在植物生殖生长中的功能和调控 |
1.2.2.1 花粉管发育 |
1.2.2.2 果实成熟软化 |
1.3 花粉内壁的发育和调控 |
1.3.1 花粉壁的形成 |
1.3.2 花粉内壁发育的调控 |
1.3.2.1 参与拟南芥花粉内壁发育的基因及其调控机制 |
1.3.2.2 参与水稻花粉内壁发育的基因及其调控机制 |
1.4 花粉管的发育和调控 |
1.4.1 花粉管壁的组成和发育 |
1.4.2 细胞壁组分对花粉管生长的影响 |
1.4.2.1 果胶合成 |
1.4.2.2 纤维素合成 |
1.4.3 花粉管生长过程中细胞壁的重塑 |
1.4.3.1 细胞壁扩展蛋白和糖苷酶水解蛋白 |
1.4.3.2 阿拉伯半乳糖蛋白 |
1.4.3.3 果胶甲酯酶和果胶乙酰化酶 |
1.4.4 花粉管细胞壁结构蛋白的信号通路 |
1.4.4.1 细胞壁结构蛋白LRXs |
1.4.4.2 快速碱化因子家族RALFs |
1.4.4.3 类受体激酶CrRLK1Ls——ANX1/2和BUPS1/2 |
2 芸薹属三个基本种扩展蛋白基因家族的鉴定和进化分析 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 植物材料和主要试剂 |
2.1.2 扩展蛋白家族成员的鉴定和理化性质预测 |
2.1.3 扩展蛋白家族成员系统发育遗传树的构建与结构分析 |
2.1.4 扩展蛋白家族基因的染色体分布、共线性和保留率分析 |
2.1.5 扩展蛋白家族基因编码序列和启动子的进化分析 |
2.1.6 扩展蛋白家族基因的表达分析 |
2.2 结果 |
2.2.1 芸薹属基本种扩展蛋白基因家族的鉴定 |
2.2.2 扩展蛋白基因的系统发育、基因结构和功能域分析 |
2.2.3 扩展蛋白基因的染色体分布、复制机制和保留比例 |
2.2.4 扩展蛋白基因的编码序列和启动子的进化分析 |
2.2.5 扩展蛋白家族成员的表达模式 |
2.3 讨论 |
2.3.1 全基因组三倍化后芸薹属三个基本种的扩展蛋白基因家族规模 |
2.3.2 芸薹属三个基本种中EXLB亚家族在进化上最为保守 |
2.3.3 启动子的变异与扩展蛋白基因的编码序列进化密切相关 |
2.3.4 扩展蛋白基因在白菜生殖发育中可能扮演重要的角色 |
3 白菜扩展蛋白基因BrEXPB4和BrEXPB9 的表达模式和功能鉴定 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 植物材料和主要试剂 |
3.1.2 CTAB法提取基因组DNA |
3.1.3 总RNA 的提取(试剂盒法)与cDNA 的合成 |
3.1.4 BrEXPB4和BrEXPB9 的基因编码序列和启动子序列的扩增 |
3.1.5 氨基酸序列的特征分析 |
3.1.6 荧光定量PCR分析 |
3.1.7 proBrEXPB4::GUS和 proBrEXPB9::GUS融合表达载体的构建 |
3.1.8 BrEXPB4::eGFP和 BrEXPB9::eGFP融合表达载体的构建 |
3.1.9 人工microRNA(amiRNA)载体的构建 |
3.1.9.1 amiRNA序列的设计与合成 |
3.1.9.2 p35S::ami REXPB4/9、p35S::amiREXPB4和p35S::ami REXPB9 载体的构建 |
3.1.10 proBrEXPB4::GUS和 proBrEXPB9::GUS载体的遗传转化 |
3.1.10.1 proBrEXPB4::GUS和 proBrEXPB9::GUS载体浸花法转化野生型拟南芥 |
3.1.10.2 阳性转基因拟南芥植株的筛选 |
3.1.10.3 阳性植株组织的GUS染色观察 |
3.1.11 BrEXPB4和BrEXPB9 的亚细胞定位 |
3.1.11.1 利用烟草表皮细胞瞬时转化体系观察目标蛋白的亚细胞定位 |
3.1.11.2 利用洋葱表皮细胞瞬时转化体系观察目标蛋白的亚细胞定位 |
3.1.12 利用抽真空浸花法将amiRNA载体转化‘油青四九’菜心 |
3.1.13 菜心阳性转基因植株的筛选鉴定 |
3.1.13.1 转基因菜心基因组DNA的提取 |
3.1.13.2 利用PCR对转基因菜心植株进行初次筛选 |
3.1.13.3 利用qRT-PCR对转基因菜心植株进行再次筛选 |
3.1.14 阳性转基因菜心植株的表型观察 |
3.1.14.1 植株的形态学观察和角果长度的统计 |
3.1.14.2 花粉的细胞学染色观察 |
3.1.14.3 花粉的扫描电镜观察 |
3.1.14.4 花粉的半薄切片和透射电镜观察 |
3.1.14.5 花粉的体内萌发 |
3.1.14.6 花粉的体外萌发 |
3.2 结果 |
3.2.1 成功扩增‘油青四九’菜心中BrEXPB4和BrEXPB9 的编码序列和启动子序列 |
3.2.2 BrEXPB4和BrEXPB9 主要在成熟花粉粒和花粉管中表达 |
3.2.2.1 BrEXPB4和BrEXPB9 主要在‘Bcajh97-01’的花序、三核花粉期以及授粉受精后优势表达 |
3.2.2.2 BrEXPB4和BrEXPB9 从单核晚期花粉中起始表达并持续到花粉管中 |
3.2.3 BrEXPB4和BrEXPB9 定位在细胞壁上 |
3.2.4 BrEXPB4和BrEXPB9 定位在细胞壁上 |
3.2.5 同时抑制BrEXPB4和BrEXPB9 的表达造成花粉和花粉管的发育异常 |
3.2.5.1 利用amiRNA技术实现对菜心中BrEXPB4和BrEXPB9 的表达抑制 |
3.2.5.2 抑制BrEXPB4和BrEXPB9 的表达不会影响菜心的营养生长和花器官形态 |
3.2.5.3 同时抑制BrEXPB4和BrEXPB9 的表达导致花粉败育以及花粉萌发和伸长异常 |
3.2.5.4 BrEXPB4/9~(KD)的花粉败育发生在单核花粉晚期,导致花粉内容物含量降低并伴随异常的内壁沉积 |
3.3 讨论 |
3.3.1 BrEXPB4和BrEXPB9 具有相似的表达模式和亚细胞定位 |
3.3.2 BrEXPB4和BrEXPB9 冗余地参与白菜花粉发育和花粉管萌发 |
3.3.3 BrEXPB4和BrEXPB9 通过调控花粉内壁的沉积影响花粉管的萌发 |
4 拟南芥EXPA4和EXPB5 的表达模式和功能鉴定 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 植物材料和主要试剂 |
4.1.2 CTAB法提取基因组DNA |
4.1.3 总RNA 的提取与cDNA 的合成 |
4.1.3.1 Trizol法提取总RNA |
4.1.3.2 cDNA的合成 |
4.1.4 AtEXPA4和AtEXPB5 的基因全长序列、编码序列和启动子序列的扩增 |
4.1.5 氨基酸序列的特征分析和启动子顺式作用元件分析 |
4.1.6 荧光定量PCR分析 |
4.1.7 proAtEXPA4::GUS和 proAtEXPB5::GUS融合表达载体的构建 |
4.1.8 AtEXPA4::eGFP和 AtEXPB5::eGFP融合表达载体的构建 |
4.1.9 AtEXPA4和AtEXPB5 敲除载体的构建 |
4.1.9.1 AtEXPA4和AtEXPB5 sgRNA的设计合成及中间载体的构建 |
4.1.9.2 构建以proYAO启动子驱动Cas9 表达的CRISPR/Cas9 载体 |
4.1.10 过表达载体proAtEXPA4::EXPA4和proAtEXPB5::EXPB5 的构建 |
4.1.11 利用浸花法将各载体转化野生型拟南芥以及T_1代抗性植株的筛选 |
4.1.11.1 通过浸花法对拟南芥进行遗传转化 |
4.1.11.2 T_1代抗性植株的筛选 |
4.1.12 proAtEXPA4::GUS和 proAtEXPB5::GUS植株的筛选和观察 |
4.1.13 AtEXPA4和AtEXPB5 的亚细胞定位 |
4.1.13.1 利用烟草表皮细胞瞬时转化体系观察目标蛋白的亚细胞定位 |
4.1.13.2 利用洋葱表皮细胞瞬时转化体系观察目标蛋白的亚细胞定位 |
4.1.14 敲除植株的筛选鉴定 |
4.1.14.1 通过PCR检测敲除植株的T-DNA插入情况 |
4.1.14.2 敲除植株的基因编辑检测 |
4.1.14.3 敲除纯合植株的筛选 |
4.1.15 双突变体atexpa4expb5 的获得和F_2代基因分离比的统计 |
4.1.16 利用PCR和 qRT-PCR对过表达植株进行筛选和鉴定 |
4.1.17 双突变体atexpa4expb5 的回补实验 |
4.1.17.1 过表达载体proAtEXPA4::EXPA4和proAtEXPB5::EXPB5对atexpa4expb5 的遗传转化 |
4.1.17.2 利用PCR和 qRT-PCR对回补植株进行筛选 |
4.1.18 敲除、过表达以及回补植株的表型观察 |
4.1.18.1 植株的形态学观察 |
4.1.18.2 花粉的细胞学染色观察 |
4.1.18.3 花粉的扫描电镜观察 |
4.1.18.4 花粉的体内萌发 |
4.1.18.5 主根长度和根尖分生区长度的测量与统计 |
4.2 结果 |
4.2.1 AtEXPA4和AtEXPB5 的基因全长序列、编码序列和启动子序列 |
4.2.2 AtEXPA4和AtEXPB5 的表达分析 |
4.2.3 AtEXPA4和AtEXPB5 定位在细胞壁上 |
4.2.4 AtEXPA4和AtEXPB5 突变体、过表达以及回补植株的获得 |
4.2.4.1 atexpa4和atexpb5株系T-DNA插入和基因编辑类型的统计 |
4.2.4.2 AtEXPA4和AtEXPB5 敲除植株的脱靶检测 |
4.2.4.3 通过杂交获得AtEXPA4和AtEXPB5 双突变体atexpa4expab5 |
4.2.4.4 导入过表达载体使野生型拟南芥和atexpa4expab5 中相应基因的表达量升高 |
4.2.5 AtEXPA4和AtEXPB5 的同时突变使花粉管伸长速度减缓 |
4.2.5.1 AtEXPA4和AtEXPB5 的突变和过量表达对植株形态和花粉发育未观察到显着影响 |
4.2.5.2 双突变体atexpa4expab5 的花粉管伸长速度减缓 |
4.2.5.3 AtEXPA4和AtEXPB5 的突变对花粉的竞争力和配子传递无明显影响 |
4.2.6 AtEXPA4或AtEXPB5 都可以恢复atexpa4expab5 花粉管的伸长速度 |
4.2.7 AtEXPA4 促进主根的伸长 |
4.2.8 AtEXPA4和AtEXPB5 的启动子上顺式作用元件的分布情况 |
4.2.9 AtEXPA4和AtEXPB5 的启动子上顺式作用元件的分布情况 |
4.3 讨论 |
4.3.1 AtEXPA4和AtEXPB5 冗余地参与花粉管的发育 |
4.3.2 AtEXPA4 参与主根的生长发育 |
4.3.3 AtEXPA4和AtEXPB5 可能在MYB转录因子的调控下参与花粉管的发育 |
5 AtEXPA4和AtEXPB5 与其白菜中的同源基因的功能分化 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 植物材料和主要试剂 |
5.1.2 转录因子TDF1、AMS和 MYB结合位点的分析 |
5.1.3 酵母单杂交实验 |
5.1.3.1 TFs-AD和 proBrEXPB4A-E-AbAi、proBrEXPB9A-C-Ab Ai、pAtEXPB5A-Ab Ai载体的构建 |
5.1.3.2 线性化启动子载体并转化Y1H感受态细胞 |
5.1.3.3 检测转录因子对目的基因的调控作用 |
5.1.4 双荧光素酶实验 |
5.1.4.1 报告器载体proBrEXPB4-LUC、proBrEXPB9-LUC、pAtEXPB5A-LUC和效应器载体TFs-SK的构建 |
5.1.4.2 效应器和报告器质粒电击法转化农杆菌GV3101(MP90)感受态细胞 |
5.1.4.3 效应器和报告器载体瞬时转化烟草叶片并检测荧光强度 |
5.1.5 qRT-PCR分析 |
5.2 结果 |
5.2.1 TDF1和AMS对白菜EXPB4/9 和拟南芥EXPB5 的转录激活分析 |
5.2.2 其他转录因子与BrEXPB4和BrEXPB9 的启动子结合分析 |
5.2.3 BrEXPA11/19/22 的表达模式及其在BrEXPB4/9~(KD)中的表达分析 |
5.3 讨论 |
5.3.1 AtEXPB5 与其在白菜中的同源基因BrEXPB4和BrEXPB9 产生功能分化 |
5.3.2 AtEXPB5和BrEXPB4/9 参与不同的调控路径 |
5.3.3 白菜扩展蛋白基因家族在进化过程中产生功能分化 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
在读期间发表的论文 |
(2)基于转录组的大口黑鲈(Micropterus salmoides)piscidins基因鉴定及感染胁迫响应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 文献综述 |
1.1 硬骨鱼的免疫器官和组织 |
1.2 硬骨鱼的免疫应答 |
1.2.1 非特异性免疫 |
1.2.2 特异性免疫 |
1.3 硬骨鱼Piscidin家族免疫因子研究概况 |
1.3.1 硬骨鱼piscidins物种分布 |
1.3.2 硬骨鱼piscidins基因与分子结构 |
1.3.3 Piscidins在硬骨鱼免疫中的功能 |
1.4 选题依据和研究内容 |
1.4.1 选题依据 |
1.4.2 研究内容 |
2 基于高通量测序技术的大口黑鲈转录组分析 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料 |
2.2.1 实验动物 |
2.2.2 实验材料与试剂 |
2.2.3 实验仪器 |
2.2.4 培养基和主要溶液配制 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 总RNA提取 |
2.3.2 转录组测序 |
2.4 实验结果 |
2.4.1 大口黑鲈头肾和脾脏组织总RNA提取 |
2.4.2 转录组测序数据解析 |
2.4.3 Unigenes功能注释 |
2.4.4 Unigenes的 GO功能分类 |
2.4.5 Unigenes的 COG功能分类 |
2.4.6 Unigenes的 KEGG代谢通路分析 |
2.4.7 免疫效应因子基因挖掘及丰度分析 |
2.5 本章小结 |
3 大口黑鲈piscidins基因的克隆及鉴定 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料 |
3.2.1 实验材料与试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 培养基和主要溶液配制 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 大口黑鲈cDNA文库构建 |
3.3.2 半巢式PCR基因克隆 |
3.3.3 基因结构及同家族多序列比对分析 |
3.3.4 生物信息学分析MSPiscidins的理化性质及结构模拟 |
3.3.5 圆二色谱 |
3.4 实验结果与讨论 |
3.4.1 脾脏和头肾cDNA文库构建及基因克隆 |
3.4.2 大口黑鲈piscidins编码基因鉴定与结构特征 |
3.4.3 成熟肽MSPiscidins的理化性质分析 |
3.4.4 MSPiscidins的结构分析 |
3.5 本章小结 |
4 硬骨鱼piscidins的进化分析 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 Piscidin家族免疫因子的系统发育分析 |
4.2.2 Piscidin家族免疫因子选择压力分析 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 硬骨鱼piscidin家族基因的系统发育分析 |
4.3.2 硬骨鱼piscidin家族免疫因子适应性进化分析 |
4.4 本章小结 |
5 Piscidins基因产物的功能分析 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料 |
5.2.1 实验菌株 |
5.2.2 实验试剂 |
5.2.3 实验仪器 |
5.3 实验方法 |
5.3.1 抗菌活性检测 |
5.3.2 杀菌动力学 |
5.3.3 抗细菌生物膜活性检测 |
5.3.4 溶血活性检测 |
5.3.5 杀菌机制研究 |
5.3.6 实时荧光定量PCR |
5.3.7 数据处理 |
5.4 实验结果与讨论 |
5.4.1 MSPiscidins的最小抑菌浓度 |
5.4.2 MSPiscidin-2和3 的杀菌动力学 |
5.4.3 MSPiscidin-2和3 的抗生物膜活性 |
5.4.4 MSPiscidins的溶血活性 |
5.4.5 MSPiscidins对微生物细胞膜形态的影响 |
5.4.6 MSPiscidins对感染胁迫的响应分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(3)紫芝倍半萜合酶GsSTPS1和GsSTPS2的克隆及功能验证(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
研究内容一 GsSTPS1和GsSTPS2 的生物信息学分析 |
1 实验方法 |
2 实验结果 |
3 讨论与小结 |
研究内容二 GsSTPS1和GsSTPS2 在大肠杆菌体内的活性分析和体外酶活性分析 |
实验一 GsSTPS1和GsSTPS2 的基因克隆和蛋白表达 |
1 实验材料 |
2 实验方法 |
3 实验结果 |
4 讨论与小结 |
实验二 蛋白表达条件的优化 |
1 实验材料 |
2 实验方法 |
3 实验结果 |
4 讨论与小结 |
实验三 GsSTPS1和GsSTPS2 的体外酶产物分析和体内大肠杆菌培养物分析 |
1 实验材料 |
2 实验方法 |
3 实验结果 |
4 讨论与小结 |
研究内容三 GsSTPS1和GsSTPS2 在酿酒酵母体内的活性分析 |
1 实验材料 |
2 实验方法 |
3 实验结果 |
4 讨论与小结 |
研究内容四 GsSTPS1和GsSTPS2 的亚细胞定位研究 |
1 实验材料 |
2 实验方法 |
3 实验结果 |
4 讨论与小结 |
讨论 |
结论、创新点及展望 |
附录 |
参考文献 |
综述 担子菌倍半萜合酶的功能验证进展 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(4)牦牛群体结构变异和驯化研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 研究背景 |
1.1 基因组学 |
1.1.1 基因组和基因组学 |
1.1.2 DNA测序技术 |
1.1.3 染色质构象捕获测序 |
1.1.4 基因组组装算法 |
1.2 基因组结构变异 |
1.2.1 结构变异及其研究进展 |
1.2.2 群体结构变异 |
1.3 动物驯化 |
1.3.1 动物驯化和驯化综合征 |
1.3.2 动物驯化的历史 |
1.3.3 动物驯化的遗传学基础 |
1.3.4 动物驯化的遗传学研究进展 |
1.4 牦牛 |
1.4.1 牦牛及其分类,分布和起源 |
1.4.2 牦牛驯化的遗传学研究进展 |
1.5 研究意义与科学问题 |
第二章 研究方法 |
2.1 基因组样品收集与测序 |
2.2 基因组组装 |
2.2.1 基因组Survey |
2.2.2 基于长读长数据的基因组组装 |
2.2.3 挂载基因组到染色体水平 |
2.3 基因组注释 |
2.3.1 基因组结构预测 |
2.3.2 编码基因功能注释 |
2.4 基因组组装和注释质量评估 |
2.4.1 组装质量评估 |
2.4.2 注释质量评估 |
2.5 基因组个性化分析 |
2.5.1 共线性分析 |
2.5.2 系统发育分析 |
2.5.3 基因家族分析 |
2.6 全基因组SNV遗传变异分析 |
2.6.1 测序数据质量评估及控制 |
2.6.2 全基因组序列比对 |
2.6.3 遗传变异鉴定 |
2.6.4 个体亲缘关系鉴定 |
2.6.5 系统发育分析 |
2.6.6 基于SNP的群体结构分析 |
2.7 群体结构变异鉴定 |
2.7.1 长读长测序数据质量控制 |
2.7.2 基于长读长数据的结构变异鉴定 |
2.7.3 基于短读长数据的结构变异鉴定 |
2.7.4 基于基因组组装的结构变异鉴定 |
2.7.5 结构变异一致性序列提取和注释 |
2.8 基于结构变异的基因组学分析 |
2.8.1 基于结构变异的系统发育分析 |
2.8.2 基于结构变异的群体结构分析 |
2.8.3 受选择的结构变异鉴定和注释 |
2.8.4 相关基因的功能富集和注释 |
第三章 研究结果 |
3.1 样品收集与测序 |
3.2 基因组Survey分析 |
3.2.1 基因组大小推断 |
3.2.2 基因组测序污染分析 |
3.2.3 基因组初步组装 |
3.3 基因组组装 |
3.3.1 基于三代测序的基因组组装 |
3.3.2 基于Hi-C组装的Contig挂载 |
3.4 基因组注释 |
3.4.1 重复序列预测 |
3.4.2 非编码RNA预测 |
3.4.3 蛋白编码基因预测 |
3.4.4 蛋白编码功能注释 |
3.5 基因组概况和质量评估 |
3.6 基因组个性化分析 |
3.6.1 共线性分析 |
3.6.2 基因家族鉴定 |
3.6.3 系统发育分析 |
3.7 群体SNV变异分析 |
3.7.0 样本收集与测序 |
3.7.1 序列比对和SNV变异鉴定 |
3.7.2 亲缘关系分析 |
3.7.3 系统发育分析 |
3.7.4 群体结构分析 |
3.8 结构变异分析 |
3.8.1 基于短读长的结构变异鉴定 |
3.8.2 基于基因组比对的结构变异鉴定 |
3.8.3 样本收集与测序 |
3.8.4 基于长度长的结构变异鉴定 |
3.8.5 结构变异注释 |
3.8.6 群体结构变异分析 |
3.8.7 结构变异相关基因注释 |
第四章 讨论与展望 |
4.1 家牦牛染色体水平的参考基因组 |
4.2 牦牛群体结构变异与牦牛驯化 |
4.3 展望 |
参考文献 |
附录 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(5)蓖麻WD40蛋白家族鉴定及RcTTG1调控脂肪酸合成功能初探(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 蓖麻的研究现状 |
1.1.1 蓖麻的分子生物学研究进展 |
1.1.2 蓖麻脂肪酸的生物合成与调控 |
1.2 植物WD40重复蛋白家族研究进展 |
1.2.1 WD40蛋白的结构与分类 |
1.2.2 WD40蛋白在胚胎形成与种子发育中的调控 |
1.3 TTG1在种子贮藏物质积累中的调控 |
1.3.1 TTG1基因的鉴定与功能研究 |
1.3.2 TTG1负调控拟南芥种子发育和脂肪酸合成的机制 |
1.4 本研究的目的和意义 |
2 蓖麻WD40家族的鉴定与生物信息学分析 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 蓖麻中WD40基因家族的鉴定 |
2.1.2 WD40基因家族的染色体定位与共线性分析 |
2.1.3 系统发育树的构建 |
2.1.4 蛋白结构域分析 |
2.1.5 启动子区域顺式作用元件分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 RcWD40蛋白家族成员的鉴定和命名 |
2.2.2 RcWD40蛋白家族系统发育分析 |
2.2.3 RcWD40蛋白保守结构域分析与亚家族分类 |
2.2.4 RcWD40家族基因的共线性分析 |
2.2.5 RcWD40家族基因启动子区域顺式作用元件分析 |
2.3 讨论 |
2.4 本章小结 |
3 蓖麻WD40家族基因的组织表达模式 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 主要实验药品与试剂 |
3.1.3 蓖麻不同组织部位样品的收集 |
3.1.4 蓖麻种子总RNA的提取 |
3.1.5 cDNA文库构建与转录组测序 |
3.1.6 RNA-seq数据处理及分析 |
3.1.7 cDNA的合成 |
3.1.8 半定量RT-PCR分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 蓖麻种子发育形态鉴定 |
3.2.2 蓖麻种子总RNA的质量检测 |
3.2.3 种子发育不同时期转录组测序质量分析 |
3.2.4 RcWD40基因在蓖麻不同组织部位中的表达模式 |
3.2.5 RcWD40基因在蓖麻种子发育不同阶段的表达模式 |
3.3 讨论 |
3.4 本章小结 |
4 RcTTG1基因克隆及其与脂肪酸合成的表达相关性 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 载体与菌株 |
4.1.2 主要实验药品与试剂 |
4.1.3 培养基配方 |
4.1.4 引物合成与测序 |
4.1.5 RcTTG1的生物信息学分析 |
4.1.6 RcTTG1基因克隆载体的构建 |
4.1.7 蓖麻脂肪酸合成基因及相关转录因子的鉴定 |
4.1.8 半定量RT-PCR分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 RcTTG1基因的生物信息学分析 |
4.2.2 蓖麻脂肪酸合成相关基因的种子发育表达分析 |
4.2.3 RcTTG1与脂肪酸合成基因的相关性分析与表达模式比较 |
4.3 讨论 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
东北林业大学 硕士学位论文修改情况确认表 |
(6)对拟南芥VAMP714基因功能的研究及SNARE蛋白系统进化分析(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一部分 前言 |
1.1 生长素的运输 |
1.1.1 PIN输出载体家族 |
1.1.2 AUX/LAX输入载体家族 |
1.1.3 生长素运输抑制剂 |
1.1.4 PIN参与细胞内吞循环 |
1.2 囊泡运输 |
1.2.1 囊泡运输机制 |
1.3 SNARE蛋白 |
1.3.1 作用于囊泡运输的 SNARE 模型 |
1.3.2 植物Q-SNARE |
1.3.3 植物 R-SNAREs |
本论文研究的目的和意义 |
第二部分 实验材料和方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 化学试剂 |
2.1.2 相关酶试剂 |
2.1.3 相关仪器和试剂盒 |
2.1.4 细菌 |
2.1.5 质粒和载体 |
2.1.6 引物合成 |
2.1.7 抗生素 |
2.1.8 植物材料 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 细菌培养条件 |
2.2.2 拟南芥培养条件 |
2.2.3 突变体的筛选及遗传鉴定 |
2.2.4 根向重力性实验方法 |
2.2.5 植物基因组DNA的提取 |
2.2.6 质粒DNA的提取 |
2.2.7 总RNA的提取及反转录 |
2.2.8 PCR分析 |
2.2.9 PCR产物的纯化 |
2.2.10 胶回收 |
2.2.11 DNA测序 |
2.2.12 转基因植株的构建与筛选 |
2.2.13 烟草瞬时表达分析 |
2.2.14 GUS染色 |
2.2.15 PI及碘染液的配制与染色 |
2.2.16 幼苗生长的激素/抑制剂体外处理 |
2.2.17 遗传杂交 |
2.2.18 蛋白质定位和共聚焦荧光成像 |
2.2.19 系统进化分析 |
2.2.20 SNARE蛋白编码基因在拟南芥中的表达 |
2.2.21 遗传距离和表达距离的关系 |
第三部分 实验结果 |
3.1 VAMP714蛋白 |
3.1.1 通过T-DNA激活标签体系鉴定突变体cnj |
3.1.2 AtVAMP714 的基因表达 |
3.1.3 VAMP714蛋白功能的预测 |
3.2 突变体的鉴定和筛选 |
3.2.1 vamp714 T-DNA插入突变体的鉴定筛选 |
3.2.2 显性负效应突变体的构建和筛选 |
3.2.3 超表达体的构建 |
3.3 突变体的表型分析 |
3.3.1 vamp714 T-DNA插入突变体的下胚轴、根长及向重力性分析 |
3.3.2 显性负效应突变体的下胚轴、根长及向重力性分析 |
3.3.3 超表达体的下胚轴及根长分析 |
3.3.4 所有vamp714 突变体表现为小柱细胞分布异常及缺少特定QC |
3.3.5 突变体的幼苗表型 |
3.4 VAMP714蛋白的表达、亚细胞定位及组织定位 |
3.4.1 VAMP714蛋白的表达模式 |
3.4.2 外源生长素对VAMP714蛋白表达的影响 |
3.4.3 VAMP714的亚细胞定位 |
3.4.4 VAMP714的组织定位 |
3.4.5 分子互补 |
3.5 VAMP714参与生长素运输和信号转导 |
3.5.1 生长素在所有vamp714相关突变体中的响应 |
3.5.2 生长素可诱导VAMP714及VAMP7-1 家族基因表达上调 |
3.5.3 PIN蛋白在vamp714 相关突变体中表达下调 |
3.6 VAMP714 参与PIN蛋白囊泡相关的内体循环 |
3.6.1 PIN蛋白的分布在所有vamp714 相关突变体中表现异常 |
3.6.2 VAMP714蛋白在突变体中表达的囊泡数量减少 |
3.6.3 VAMP714 蛋白与PIN蛋白在质膜上共定位 |
3.6.4 VAMP714 参与依赖肌动蛋白的PIN胞内体的循环 |
3.6.5 VAMP714蛋白参与的内吞循环在突变体中出现异常 |
3.6.6 VAMP714 影响PIN蛋白参与的内吞循环 |
3.7 SNARE蛋白系统进化分析 |
3.7.1 植物SNARE蛋白的系统进化分析 |
3.7.2 SNARE蛋白编码基因在拟南芥中的表达 |
3.7.3 遗传距离与表达距离的关系 |
第四部分 讨论和展望 |
4.1 SNARE蛋白系统进化的分析讨论 |
4.2 VAMP714蛋白的功能分析讨论 |
4.3 展望 |
第五部分 结论 |
参考文献 |
附录 |
附录1 引物序列 |
附录2 构建显性负效应突变体引物及原理 |
附录3 纯杂合鉴定T-DNA插入位点 |
附录4 载体构建测序比对结果 |
附录5 Gateway克隆所用载体图谱 |
附录6 抗生素及药品配制 |
附录7 拟南芥79个器官和发育阶段的样本全称和简称 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(7)Cry1Ca诱导的二化螟中肠差异磷酸化蛋白组分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 前言 |
1.1 文献综述 |
1.1.1 Cry蛋白 |
1.1.2 MAPK信号通路 |
1.1.3 磷酸化蛋白质组 |
1.1.4 小热激蛋白(sHsp) |
1.1.5 二化螟 |
1.2 论文设计 |
1.2.1 技术路线 |
1.2.2 目的和意义 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 供试昆虫及饲养方法 |
2.1.2 实验试剂 |
2.1.3 实验仪器及设备 |
2.2 实验方法与步骤 |
2.2.1 磷酸化蛋白组的分析 |
2.2.2 候选基因的多序列比对与系统进化分析 |
2.2.3 候选基因序列片段克隆及筛选结果分析 |
2.2.4 Elf2基因的时空表达及与p38基因调控关系的验证 |
3 结果与分析 |
3.1 磷酸化蛋白质组数据分析 |
3.2 候选基因的多序列比对与系统进化分析 |
3.2.1 Up101基因多序列比对与系统进化分析 |
3.2.2 Up105基因多序列比对与系统进化分析 |
3.2.3 Gph基因多序列比对与系统进化分析 |
3.2.4 Arp基因多序列比对与系统进化分析 |
3.2.5 Elf2基因多序列比对与系统进化分析 |
3.2.6 Sac基因多序列比对与系统进化分析 |
3.2.7 Trtp基因多序列比对与系统进化分析 |
3.3 候选基因的序列克隆及筛选分析 |
3.3.1 二化螟中肠总RNA的提取 |
3.3.2 qPCR引物特异性分析 |
3.3.3 候选基因沉默效果分析 |
3.3.4 候选基因在应对Cry蛋白防御反应的分析 |
3.4 Elf2基因的时空表达及与p38基因调控关系的验证结果分析 |
3.4.1 Elf2基因时空表达模式分析 |
3.4.2 Elf2与p38调控关系的分析 |
4 结论与讨论 |
4.1 主要结论与讨论 |
4.2 创新点 |
参考文献 |
附录 硕士期间发表论文 |
致谢 |
(8)红树林和海山沉积物病毒多样性及其潜在的生态意义研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 前言 |
1.1 病毒 |
1.1.1 病毒概述 |
1.1.2 海洋病毒多样性与病毒宏基因组学 |
1.1.3 病毒在海洋生态系统中发挥的作用 |
1.1.4 海洋环境中可培养噬菌体的研究 |
1.2 红树林生态系统 |
1.2.1 红树林生态系统概述 |
1.2.2 红树林生态系统发挥的生态学功能 |
1.2.3 红树林沉积物中微生物群落的研究进展与不足 |
1.3 海山 |
1.3.1 海山概述 |
1.3.2 海山生物群落特征 |
1.3.3 海山微生物群落的研究进展与不足 |
1.4 本论文的研究目的及意义 |
第二章 红树林沉积物病毒多样性及其潜在生态意义 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.1.3 红树林沉积物样品采集 |
2.1.4 沉积物样本理化性质的测定 |
2.1.5 病毒纯化 |
2.1.6 病毒DNA提取与高通量测序 |
2.1.7 测序数据的处理与分析 |
2.1.8 系统发育树的构建 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 红树林沉积物样品描述 |
2.2.2 红树林沉积物病毒的形态特征 |
2.2.3 红树林沉积物病毒群落的物种多样性 |
2.2.4 红树林沉积物病毒群落的遗传多样性 |
2.2.5 红树林病毒中丰富的碳水化合物辅助代谢基因 |
2.2.6 碳水化合物辅助代谢基因在宿主中的分布 |
2.3 讨论 |
2.3.1 红树林沉积物病毒的未知性和多样性 |
2.3.2 红树林沉积物病毒可能共享一个共同的基因库 |
2.3.3 红树林沉积物病毒群落受海水和淡水的共同影响 |
2.3.4 红树林沉积物病毒可能直接操控红树林生态系统的碳循环 |
第三章 海山沉积物病毒多样性及地理分布研究 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 海山沉积物样品描述 |
3.1.2 海山沉积物DNA提取 |
3.1.3 文库制备、测序与质控 |
3.1.4 病毒序列鉴定 |
3.1.5 分析方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 病毒序列鉴定结果 |
3.2.2 海山沉积物病毒群落的物种多样性 |
3.2.3 海山沉积物病毒群落比较 |
3.2.4 海山沉积物病毒基因功能分析 |
3.3 讨论 |
第四章 深海沉积物可培养噬菌体的分离培养 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 实验试剂 |
4.1.2 实验仪器 |
4.1.3 深海沉积物噬菌斑筛选 |
4.1.4 噬菌体颗粒的纯化富集 |
4.1.5 噬菌体Gxv1的宿主 |
4.1.6 噬菌体一步生长曲线 |
4.1.7 噬菌体DNA提取和测序 |
4.1.8 噬菌体基因组分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 噬菌体的形态特征 |
4.2.2 噬菌体Gxv1的复制特性 |
4.2.3 噬菌体Gxv1基因组分析 |
4.2.4 多重基因组比对 |
4.3 讨论 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录1 红树林沉积物宏病毒组的一般特征 |
附录2 红树林沉积物中细菌的群落结构 |
附录3 本论文参考的数据库 |
硕士期间发表的论文 |
致谢 |
(9)大庆湿地水体中蓝藻和噬藻体的分布特征研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 文献综述 |
1.1 选题背景和研究意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 蓝藻遗传多样性研究进展 |
1.2.2 噬藻体基因多样性研究进展 |
1.2.3 噬藻体生物学特性研究 |
1.3 主要研究内容 |
2 材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 试验样品准备 |
2.1.2 供试菌株 |
2.2 试剂与仪器 |
2.2.1 供试试剂 |
2.2.2 主要培养基及配制 |
2.2.3 试剂配制 |
2.2.4 主要试验仪器 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 大庆湿地水体噬藻体DNA pol基因的系统进化分析 |
2.3.2 大庆湿地水体噬菌体病毒phoH基因的系统进化分析 |
2.3.3 大庆湿地水体可培养噬藻体分离纯化及生物学特性分析 |
2.3.4 可培养噬藻体pol基因系统进化分析 |
2.3.5 大庆湿地蓝藻的分离鉴定 |
2.3.6 大庆湿地蓝藻群落组成分析 |
3 结果与分析 |
3.1 大庆湿地水体噬藻体DNA pol基因的系统进化分析 |
3.1.1 大庆湿地水体病毒的DNA提取 |
3.1.2 大庆湿地水体噬藻体pol基因的PCR扩增与阳性克隆检测 |
3.1.3 大庆湿地水体噬藻体DNA pol基因的同源序列分析 |
3.1.4 大庆湿地水体噬藻体DNA pol基因的系统发育分析 |
3.1.5 大庆湿地与其他生态系统中短尾噬藻体群落比较 |
3.1.6 不同环境细菌病毒/噬藻体基因集群的比较 |
3.2 大庆湿地水体噬菌体phoH基因的系统进化分析 |
3.2.1 phoH基因的PCR扩增与阳性克隆检测 |
3.2.2 phoH基因的同源序列分析 |
3.2.3 phoH基因的系统进化分析 |
3.2.4 不同环境细菌病毒/噬藻体phoH基因集群的比较 |
3.3 大庆湿地水体可培养噬藻体生物学特性分析 |
3.3.1 大庆湿地噬藻体的分离与纯化 |
3.3.2 可培养噬藻体的电镜观察 |
3.3.3 噬菌体的最佳感染复数的测定 |
3.3.4 大庆湿地噬藻体的一步生长曲线 |
3.3.5 噬藻体的生物学特性 |
3.3.6 噬藻体DNA pol基因系统进化分析 |
3.4 大庆湿地水体可培养蓝藻的形态学特征 |
3.5 大庆湿地水体蓝藻的分子形态学特征 |
3.5.1 蓝藻的16s rRNA及 psb A基因的扩增 |
3.5.2 蓝藻的16s rRNA及 psb A片段的纯化 |
3.5.3 蓝藻的16s rRNA及 psbA阳性克隆的检测及酶切分型 |
3.5.4 基于蓝藻的16s rRNA基因和psbA基因的系统进化分析 |
3.6 大庆湿地水体蓝藻的群落结构分析 |
3.6.1 高通量测序统计学分析 |
3.6.2 大庆湿地水体蓝藻的α多样性分析 |
3.6.3 大庆湿地水体蓝藻群落结构 |
3.6.4 大庆湿地水体蓝藻的β多样性分析 |
4 讨论 |
4.1 噬藻体基因多样性的影响 |
4.2 蓝藻类群变化和群落结构的影响 |
4.3 蓝藻和噬藻体的侵染关系 |
5 结论 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(10)深海极端嗜热嗜压古菌Thermococcus barophilus Ch5尿嘧啶DNA糖苷酶生化性质及催化机理的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 古菌的研究概况 |
1.1.1 古菌的发现 |
1.1.2 极端嗜热古菌 |
1.1.3 极端嗜热嗜压古菌Thermococcus barophilus Ch5 |
1.2 DNA中尿嘧啶损伤修复的研究进展 |
1.2.1 DNA中尿嘧啶的形成及其引起的突变 |
1.2.2 尿嘧啶DNA糖苷酶驱动DNA中尿嘧啶的修复 |
1.2.3 核酸内切酶Q驱动DNA中尿嘧啶的修复 |
1.2.4 NucS核酸内切酶驱动DNA中尿嘧啶的修复 |
1.3 尿嘧啶DNA糖苷酶的研究概况 |
1.3.1 尿嘧啶DNA糖苷酶的分类 |
1.3.2 极端嗜热古菌尿嘧啶DNA糖苷酶的研究进展 |
1.4 研究目的及意义 |
第2章 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 实验仪器 |
2.1.2 实验材料与试剂 |
2.1.3 实验试剂的配制 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 Tba UDG247的基因克隆 |
2.2.2 Tba UDG247的诱导表达与纯化 |
2.2.3 Tba UDG247突变体的构建、表达及纯化 |
2.2.4 制备dsDNA底物 |
2.2.5 Tba UDG247切除DNA中尿嘧啶的活性分析 |
2.2.6 Tba UDG247切除DNA中尿嘧啶的生化性质分析 |
2.2.7 Tba UDG247及其突变体结合DNA的分析 |
2.2.8 Tba UDG247切除DNA中尿嘧啶的动力学分析 |
2.2.9 Tba UDG247的系统发育分析 |
第3章 Tba UDG247的基因克隆、表达纯化及其生化性质 |
3.1 引言 |
3.2 实验结果 |
3.2.1 Tba UDG247基因的扩增 |
3.2.2 Tba UDG247的诱导表达及纯化 |
3.2.3 Tba UDG247切除DNA中尿嘧啶的实验结果 |
3.2.4 Tba UDG247切除ssDNA中尿嘧啶的最适温度 |
3.2.5 Tba UDG247的热稳定性 |
3.2.6 pH对Tba UDG247切除ssDNA中尿嘧啶的影响 |
3.2.7 二价金属离子对Tba UDG247切除ssDNA中尿嘧啶的影响 |
3.2.8 盐浓度对Tba UDG247切除ssDNA中尿嘧啶的影响 |
3.2.9 Tba UDG247的底物专一性 |
3.2.10 Tba UDG247切除DNA中尿嘧啶的动力学 |
3.3 总结与讨论 |
第4章 Tba UDG247的催化机理及双功能活性 |
4.1 引言 |
4.2 实验结果 |
4.2.1 Tba UDG247突变体切除ssDNA中尿嘧啶的实验结果 |
4.2.2 Tga UDG247突变体切除dsDNA中尿嘧啶的实验结果 |
4.2.3 Tba UDG247突变体结合U-ssDNA的实验结果 |
4.2.4 Tba UDG247突变体结合U-dsDNA的实验结果 |
4.2.5 Tba UDG247具有双功能酶活性 |
4.2.6 Tba UDG247与其他极端嗜热古菌和细菌UDG的序列比对 |
4.2.7 Tba UDG247系统发育分析的结果 |
4.2.8 Tba UDG247双功能酶活性可能的关键位点 |
4.3 总结与讨论 |
第5章 总结与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
四、DNA聚合酶x家族的系统发育分析(论文参考文献)
- [1]芸薹属基本种扩展蛋白基因家族的进化分析及花粉发育相关扩展蛋白基因的功能分化研究[D]. 刘维妙. 浙江大学, 2021(01)
- [2]基于转录组的大口黑鲈(Micropterus salmoides)piscidins基因鉴定及感染胁迫响应研究[D]. 杨怀欣. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]紫芝倍半萜合酶GsSTPS1和GsSTPS2的克隆及功能验证[D]. 卫倩鹤. 天津中医药大学, 2021(01)
- [4]牦牛群体结构变异和驯化研究[D]. 张上哲. 兰州大学, 2021
- [5]蓖麻WD40蛋白家族鉴定及RcTTG1调控脂肪酸合成功能初探[D]. 苟亚夫. 东北林业大学, 2021(08)
- [6]对拟南芥VAMP714基因功能的研究及SNARE蛋白系统进化分析[D]. 顾晓燕. 兰州大学, 2020(04)
- [7]Cry1Ca诱导的二化螟中肠差异磷酸化蛋白组分析[D]. 孙亚杰. 华中农业大学, 2020(02)
- [8]红树林和海山沉积物病毒多样性及其潜在的生态意义研究[D]. 郭迅. 自然资源部第三海洋研究所, 2020(01)
- [9]大庆湿地水体中蓝藻和噬藻体的分布特征研究[D]. 李睿瑞. 黑龙江八一农垦大学, 2020
- [10]深海极端嗜热嗜压古菌Thermococcus barophilus Ch5尿嘧啶DNA糖苷酶生化性质及催化机理的研究[D]. 史昊强. 扬州大学, 2020