水稻谷蛋白57H突变体Y236的遗传分析与基因定位
时间:2018-07-10 10:47 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要：植物种子中储存着大量的贮藏蛋白，可以在种子萌发为幼苗提供营养物质。而谷蛋白是水稻种子中含量最高的贮藏蛋白，占种子中总蛋白含量的70%以上。谷蛋白首先在胚乳细胞中的内质网上以57kDa前体的形式合成，经过复杂的囊泡运输过程，转运到蛋白质贮藏液泡中。在那里谷蛋白前体在液泡加工酶的作用下水解成为40kDa酸性亚基和20kDa碱性亚基，最终聚集形成二型蛋白质贮藏体。谷蛋白前体增加突变体可以帮助我们阐明该蛋白从内质网到蛋白质储藏液泡的蛋白质运输途径。本研究以一个稳定遗传的谷蛋白前体增加突变体Y236为材料，利用F2群体对其基因进行定位，最终将其定位在5号染色体跨着丝粒区域6M的区间，为其后期精细定位奠定了基础。25534 毕业论文关键词：水稻；57H突变体；谷蛋白；图位克隆； Genetic Analysis and Gene Mapping of Rice Glutenin 57H Mutant Y236 Abstract：Plants store large amounts of storage proteins in seed, which provide amino acids during young seedling development. Glutelins are major storage protein in rice, account for more than 70% of the total seed proteins, are plentifully synthesized at the RER in the form of 57kDa precursor, and transported into PSV via a series of vesicle trafficking processes, where they are proteolytically processed into 40 kDa acidic subunits and 20 kDa basic subunit by a vacuolar processing enzyme. Finally, glutelins are deposited in PSV to form TypeII-protein body. In this study, a stable inherited glutenin precursor mutant Y236 was used as the material, and the F2 population was used to map the gene. Finally, it was mapped to chrosome 5 with a distance of 6M across the centromere region, and this laid the foundation for its fine mapping. Key words: Rice; 57H mutant; Glutelin; Map-based cloning; 目 录 摘要 1 关键词 1 Abstract 1 Key words: 1 引言 1 1 材料与方法 2 1．1 植物材料 2 1．2 实验方法 3 1．2．1 表型鉴定 3 1．2．2 SDS-PAGE分离种子蛋白 3 1．2．3 Western 杂交分析 4 1．2．4 半粒发芽法筛选极端个体 5 1．2．5 水稻总 DNA 的提取方法（CTAB 法） 5 1．2．6 分子标记的扩增 5 2 结果与分析 6 2．1 Y236是一个谷蛋白前体增加的突变体 6 2．2 Y236基因图位克隆 6 3 讨论 7 致谢 8 参考文献： 9 水稻谷蛋白57H突变体Y236的遗传分析与基因定位 引言：水稻（Oryza sativa L.）是世界上最重要的粮食作物，全球超过50％人口以稻米为主要口粮。稻米中含有大量的贮藏性蛋白质，它是稻米中仅次于淀粉的第二大物质。因此，深入研究贮藏蛋白，对于改良稻米的食品质和营养品质具有重要意义。水稻种子中储藏大量的蛋白质，约占籽粒干重的8%~10%，作为种子萌发的碳、氮来源。根据蛋白的溶解性可将种子中的储藏蛋白分为四类，谷蛋白（glutelins，溶于稀酸稀碱），醇溶蛋白(prolamins，醇溶性)，清蛋白(ablumins，水溶性)和球蛋白(globulins，盐溶性)，其中谷蛋白占胚乳总蛋白的70%-80%，而醇溶蛋白占18%-20%［1.2］。而清蛋白和球蛋白占胚乳蛋白总量的2%~8%［3］。尽管种类繁多，种子贮藏蛋白都具有两个特征，其一，它们在种子发育过程中大量地积累，其二，种子贮藏蛋白具有可以聚集（aggregation）的特性，这使其可以在种子发育和萌发过程中高效的积累和利用［4］。通常植物将贮藏蛋白集中地贮藏在一个特殊的亚细胞结构，即蛋白贮藏液泡（Protein Storage Vacuole，PSV）当中。种子中贮藏蛋白合成后可通过两条代表性的转运途径运送到蛋白质贮藏体中。清蛋白和球蛋白在内质网中合成后经过高尔基运输并沉积到PSV泡中，醇溶蛋白则在内质网中合成后直接聚集形成蛋白体（Protein Body，PB）［4.5］。然而，实际情况更为复杂，有的贮藏蛋白可以同时存在于液泡和蛋白体中，有的贮藏蛋白可以不经过高尔基体而直接运送到液泡中［6.7.8.9.10］。不同物种中存在不同的贮藏蛋白运输和积累途径。亚细胞定位研究显示谷蛋白和球蛋白在细胞中定位于蛋白藏囊泡（Protein Storage Vacuole, PSV），在水稻中也被称为蛋白体ІІ (Protein Body ІІ, PBІІ )，而醇溶蛋白则定位于蛋白体І（PBІ）。其中，PBⅠ由10、13、16和57 kD的多肽构成，PBІІ主要含有22、26、37、38和39 kD的多肽组分。分步分离进一步证实，PBІ以醇溶蛋白为主,并含有微量的球蛋白。PBІІ则由不同分子量的成熟谷蛋白构成，并可分为22 kD和37~39 kD两种类型[11]。但是，水稻体内并不存在直接编码22 kD和37~39 kD多肽的转录本，因为谷蛋白基因原始翻译产物是一类氨基酸残基数目在495~500 kD之间，分子量约为57 kD的前驱体[11]。水稻中的谷蛋白是由多基因家族编码的。在水稻基因组中已经找到15个编码谷蛋白的结构基因，根据其序列相似性，可分为GluA、GluB、GluC和GluD四个亚家族[12]。GluA与GluB两个亚家族各个基因之间具有60-65%的核苷酸序列相似性，而各亚家族内部各个基因的相似性高达80%[13]。GluA亚家族含有GluA-1、GluA-2、GluA-3和GluA-4四个基因；GluB亚家族最为庞大，含有8个基因，分别为GluB-1a、GluB-1b、GluB-2、GluB-3、GluB-4、GluB-5、GluB-6及GluB-7；GluC亚家族含有GluC-1和GluC-2两个基因；GluD亚家族仅由GluD-1一个基因构成。其中GluA-4、GluB-3和GluC-2是假基因，其他各基因都在水稻胚乳发育过程中特异性地表达/翻译[14]。 (责任编辑：qin) |