水稻谷蛋白突变体S2271的遗传分析与基因定位
时间:2018-12-10 21:20 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要：水稻是世界上重要的农业作物。世界上近一半人口，都以稻米为食。稻米中贮藏着大量贮藏蛋白，约占籽粒干重的6-10％，而谷蛋白占贮藏蛋白80%左右，任何对谷蛋白含量和组成的改变都会引起稻米品质的变化。因此，对水稻谷蛋白的研究是具有很重要的现实意义的。谷蛋白以57kDa前体的形式合成于内质网，之后沿着DV介导的途径转运到PSV，在PSV中，前体谷蛋白会被切割成成熟的酸性亚基和碱性亚基，最终与球蛋白一起沉积形成PBII。水稻突变体S2271具有胚乳粉质的外观表型，通过蛋白质SDS-PAGE电泳发现其谷蛋白57kDa前体增加，而成熟的谷蛋白亚基相应减少。本课题对该材料进行了初定位与精细定位，以期发掘控制谷蛋白合成运输相关的新基因，为培育水稻新品种提供帮助。31404 毕业论文关键词：水稻；谷蛋白；突变体；初定位；精细定位 The genetic analysis and gene mapping of rice glutelin mutants S2271 Abstract：Rice is one of the most important crops. Nearly a half of the people are fed on rice in the world. Rice seeds accumulate large quantities of storage proteins, which accounts for about 6-10% of the weight of the dry grain. And glutelins account for as much as 80% of the total endosperm storage protein. Any changes of the content and composition of glutelins will transform the quality of the rice. For this reason, the research on rice glutelins has very important practical significance. The most abundant glutelins are synthesized as 57-kD proglutelins at the ER and later follow the DV-mediated transport route to the PSV, where cleavage of proglutelins into mature acidic and basic subunits occurs, and eventually form the irregularly shaped protein body II (PBII) together with a-globulins. S2271, a rice mutant, has the appearance of the floury endosperm. We discovered that the 57kda proglutelin increase in the S2271 mutant endosperm with the decrease of the mature acidic and basic subunits. This project carried out initial positioning and fine positioning to the S2271, hope explore the the new gene to control glutenin synthesis and transport, to help cultivate new rice varieties. Key words: Rice; Glutelins; Mutant; Initial positioning; Fine positioning 目 录 摘要1 关键词1 Abstract1 Key words1 引言（或绪论）1 1 材料与方法2 1.1 材料 2 1.2 方法 2 1.2.1 表型鉴定2 1.2.2 突变体和野生型蛋白的SDS-PAGE 分析2 1.2.3 突变体的SSR标记初定位与精细定位4 2 结果与分析6 2.1野生型与突变体表型鉴定6 2.1.1外观表型鉴定6 2.1.2 SDS-PAGE鉴定6 2.2 基因的定位与图位克隆 7 2.2.1 初定位 7 2.2.2 精细定位 7 3 讨论 8 致谢9 参考文献10 水稻谷蛋白突变体S2271的遗传分析与基因定位 水稻（Oryza sativa L.）是禾本科作物的模式物种，是重要的农业作物。水稻种子储存着大量的贮藏蛋白，是稻米中仅次于淀粉的第二大贮藏物质。根据溶解性的不同，贮藏蛋白可分为醇溶蛋白（prolamins，可溶解于醇中），谷蛋白（glutelins，可溶解于稀酸稀碱中），清蛋白（albumins，可溶解于水中）和球蛋白（globulins，可溶解于盐溶液中）[1]。水稻胚乳中中谷蛋白的含量最高，占种子中总蛋白含量的的70%以上，对稻米品质具有重要影响。水稻胚乳中蛋白贮存在两类蛋白体中，分别为PB-I和PB-Ⅱ。其中PB-I抗酶解，而PB-Ⅱ易被酶解。PB-Ⅱ中贮藏的谷蛋白能够被人体所消化吸收，而PB-I中的醇溶蛋白却不能被人体利用。通过SDS-PAGE检测到PB-Ⅱ由分子量为22kDa、26 kDa、37 kDa、38kDa、39kDa的多个成分组成；PB-I由分子量为10kDa、13kDa、16kDa、57 kDa多肽组成。再经过溶解度分步分离，确定了22kDa、37kDa、38kDa、39kDa、57kDa大小的多肽是谷蛋白，13kDa为醇溶蛋白，10kDa、16kDa、26 kDa为球蛋白。因此，PB-I和PB-Ⅱ分别为醇溶蛋白储存体和谷蛋白储存体[2]。水稻中的贮藏蛋白从在ER中合成到被运送并沉积到特定的贮藏体中，是一个复杂的细胞生物学过程。贮藏蛋白的mRNA正确的定位到内质网（ER）是贮藏蛋白能够合成和正确的转运、沉积的前提。水稻各贮藏蛋白的mRNA并不是被随机地转运到ER上的，而是被特异性地转运到ER的不同区域。其中谷蛋白的mRNA被转运到邻近的潴泡型内质网（cisternal ER）中，最终被转运沉积在贮藏型液泡中形成二型蛋白体[3]。水稻中的谷蛋白首先在内质网中以57kDa前体的形式合成，而后剪切掉信号肽，并接受Bip（lumenal chaperon bin`0or accumulating compartment like，PAC）直接进入蛋白质储藏液泡中（Protein Storage Vacuoles, PSV），或被转运至Golgi体并进一步进行加工修饰，缺省的情况下蛋白将通过反面高尔基体管网结构（Trans-Golgi networks, TGN）形成的致密囊泡（Dense vesicles, DV）被分泌到细胞膜外，但由于谷蛋白带有液泡分选信号（Vacuolar Sorting Signal, VSS），VSS引导DV进入蛋白质储藏液泡，经液泡加工酶的特异剪切形成成熟的酸性和碱性亚基沉积，形成PBII[4]。上述途径任一步骤存在缺陷，都有可能导致谷蛋白不能进入最终目的地PBII，而以谷蛋白57kD前体的形式存在，这类突变体被称为谷蛋白57H突变体，它们是研究谷蛋白合成、转运途径的优良材料[5]。本文所研究的材料S2271就是谷蛋白57kda前体增加的突变体，其胚乳外观呈现粉质不透明的表型，通过SDS-PAGE可以发现突变体胚乳中谷蛋白57kda前体增加，而成熟的酸性亚基与碱性亚基减少。通过初定位与精细定位获得造成该突变的目的基因，以期为进一步揭示谷蛋白的合成运输路径提供理论基础。 (责任编辑：qin) |