玉米锌转运蛋白基因ZmZIP4cDNA的克隆及表达分析道

玉米锌转运蛋白基因ZmZIP4cDNA的克隆及 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 道 分类号: ,,,三 单位代码: ,,,,,密 级: 公? 学 号: ,,,,,,,玉 米锌转运蛋 白基因,,,，,,;,,,的 克隆及表达分析 ,,,,,,, ,,, ;,,,,;,,,,,,,,,, ,, ;,,, ,, ,,,，,, ,,;,,,,, , ,,,; ,,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,, 学位申请人:刘海军 指导教师:黄亚群教授 陈景堂教授 学科专业:作物遗传育种 学位类别:农学硕士 授予单位:河北农业大学 答辩日期:二。一一年五月二十四日 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑北盛业大鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名:扣):纽彳签字同期:,口, , 年‘月,同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塑皇垦盛些盘堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权塑皇鱼壅些盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 (保密的学位论文在解密后适用本授权书) 『，乡学位论文作者签名: 妻俩净 刷镌 轹 签 ,?, ?。 哥哗签字日期:沙,,年‘ 月,日 ,, 讣 签字 瑚 艿 峰, 日学位论文作者毕业后去向:工作单位: 电 摘要 ?，,， ， , ， ， ， ， ,,, ,, ,,,话:通讯地址: 邮编: ，,， ，;,〔, ，，， ,, ,,,,,, 锌是植物代谢所必需的营养元素，它对多种会属酶、转录因子，以及对其他蛋白质均起着催化或构建作用。虽然锌对植物生长是必需的，但过量的锌对植物细胞是有毒的。因此，研究锌在植物体中的吸收、运输、储存及分布一直是众多研究者所关注的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。随着分子遗传学、分子生物学与生物技术的发展，植物养分生理相关基因的克隆与表达调控研究已成为植物后基因组时代的重要研究领域之一。本文以玉米自交系,,,为试验材料，采用分子生物学方法克隆与锌转运有关的基因，并对其理化性质、结构特征进行预测分析，观察在低锌胁迫下该基因表达特征及编译产物的亚细胞定位。获得如下研究结果: ,( 以水稻中已分离的,,,,,,(登录号:,,,,,,,,)为信息探针同源克隆到了一个 ,,,，,,基因，,,,(,,,, ,,,,,,, ,,,,,)为,,,,,,，编码一条,,,个氨基 酸的多肽链。预测蛋白的分子量为,,(,, ,,,，等电点为,(,。基因登录号为 ,,,,,,,,。 ,(生物信息学预测分析，,,,，,,编码的蛋白具有一个,，,家族结构域，在, 端含有信号肽，具有,个跨膜域，所编码蛋白是一个转运蛋白。 ,(通过氨基酸序列比对，发现,,,，,,与,,,，,,的同源性达到,,,，一致性也 达到,,,，,,,，,,跟,,,，,,的作用机理相似。 ,(半定量结果分析，当缺锌或缺铜或缺锰时，,,,，,,的表达量增加，晚明 ,,,，,,可能与锌、铜、锰运输相关的转运蛋白基因。在低锌胁迫下，,,,，,, 的表达量在根部第,天达到峰值，而在叶中第,天达到峰值， ,,,，,,在根 和叶中对锌胁迫有不同的应激反应。 ,(构建融合表达载体,,,,,(,,,，,,，用基因枪转入洋葱表皮细胞观察其在细 胞中的定位，结果显示转化,,,,,(,,,，,,质粒的洋葱表皮细胞的细胞膜部 位有明显的荧光，初步证明,,,，,,位于在细胞膜 中。 关键词:玉米;基因克隆;锌转运蛋白;,,,，,,;表达分析;亚细胞定位;原核表达 ? ,,,,,,, ,,, ;,,,,;,,,,,,,,,, ,, ;,,, ,, ,,,，,, ,,;,,,,, , ,,,; ,,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,, ,,,,,:,,叩,,,,,,;, ,,, ,,,,,,,, ,,,,,,,,:,,, ,,, ,,, ,,,,,,,,,,:,,,, ,,,,, ,, ,,,，,,,,(,,,, ,,,, ,,,, ,,,,,,,, ,,,; ,, , ,,;,,,,,, ,,,,,,,, ,,,, ,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,, ,, ,,,,,,,, ,,,,,,,,,,;,,,,,;,,,,, ,, ,,,,,,，,,,,,,, ,, , ;,,,;,,, ,,, ,,,, ,,,,,,, ,,, ,, ,,, ,,, ,,,,;,,,,,,,,,,, ,, ,,,,,;,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,(, ,,,,;,,,;, ,, ,,，,,;,,,,,, ,,,,,,，,,, ,,;,,, ,,,,, ,,,, ,, ,,,,,,,;,, ,,,,,,, ,,,;,,, ,,,,;,,, ,,,,,,, ,,,,,—,,,,, ;,,,,,,,;,,,;,,,,,(,,,,,,,,,，,,, ,,,,, ,, ,,, ,, ,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,, ,,, ,,,,,;,,, ,,,, ,,,,,,; ,,,,, ,,,,,,,,,,, ,, ,,,,’,,,,(,,,, ,,, ,,,,,,;, ,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,, ,, ,,,,;,,,, ,,,,,,,，,,, ,,,,, ,, ,,,, ,,, ;,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,, ,,,,,,,, ,, ,,, ,,,,,,,,,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,, ,, ,,,,,, ,,, ,,;,,, , ,,,,,, ,,,,, ,, ,,, ,,,,,,;, ,,,,,(,,,, ,, , ,,,,, ,,,,, , ,,,, ,, ,,,,,,,,,,,,,, ,, ,, ;,,,,,,,,, ,,,,, ,,,,,, ,,,, ,,, ,, ,,, ,,,,,, ,, ,,,,;,,,,(,,, ,,,,,, ,, ,,, ,,,,,,, ,,,,,,,,,, ,, ;,,,,;,,,,,,,;, ,, ;,,,,,,,,,,(,,, ,,,, ,,,,,,,,,, ,,,,, ,,,—(,,,; ,,,,,,,;,,,,,,, ,,;,,,,,,,,, ,,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,, ,,,,,,,,:,(, ,，, ,,,,,, ,,,,，,,,，,,，,,, ,,,,,,,, ,, ,,,,,, ,,,, ,,,,,(,,,,, ,, ,,,,,, ,, ,,,,,, ,,, ,,, ,,,, ,,,,,,, ,,,,,(,,,),, ,,,, ,,,,，,,,;, ,,;,,,, , ,,(,, ,,, ,,,,,,, ,,,, ,,, ,,,,, ,;,,,(,,, ,,,,,,;,,,; ,,,,, ,, ,,, ,,,, ,, ,(,(,,,,,,, ,;;,,,,,,:,,,,,,,,(,(,,, ,,,,;,,,, ,,,,,,, ,,,,,;,, ,,,,,,, ,,;,,,, ,, ,,,，,, ,, , ,,,,,,,,, ,,,,,,, ,,,, , ,, , ,,,,,, ,,,,,, ,,, ,,,,, ,,,,,,,,,,,,, ,,,,;,,,, ,,,,,,(,,,,, ,, , ,,,,,, ,,,,,,, ,, ,,,,,,,,,,(,(,,,，,, ,,,,, ,,,,,,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,, ,,,, ,,,，,, ,,,,,,, ,,, ,,,,, ,;,, ,,？,,,;, ,,,,,,,,,(,,, ,,,,,,, ,,,,,,,, ,, ,, ,,,,,,,, ,,,, ,,,，,, ,, ,,,,,,, ,,;,,,,,, ,,,, ,,,,,,(,(,,, ,,,,,, ,, ,,,,,, ,,,,, ,,,，,, ,, , ,,,,,,,,, ,,,,,,, ,,,,, ,,、,,、,,，,,,,, , ,,,,;,,,;, ,, ,, ,, ,, ,, ,,，,,, ,,,,,;,,,,, ,, ,,,，,, ,,,,,,,;,,,,, ,,;,,,,,,(，, ,, ,,, ,,,, ,, ,,,，,, ,,,, ,,, ,,,,,;,,,,, ,, ,,,，,, ,,, ,,,,,,, , ,,,,, ,,, ,, ,,,, ;,,,,,, ,, ,,, ,, ,,, ,,,, ,,, ,, ,,,, ,,,,, ,,,—,,,; ;,,,,,,,,(，, ,, ,,,,,,,, ,,,, ,,, ,,,,,,,,,, ,, ,,,，,, ,,,,,,, ,,,, ,,, ,,,, ,, ,,,,,,,,,(,(,,, ,,,,,, ,,,,,,,,,, ,,;,,, ,, ,,;;,,,,,,,, ;,,,,,,;,,,,,,,,，,, ,,, ,,(，, ,,,,, ,, ,,,,,,, ,,, ,,,,,,,,，,,, ,,,,,,, ,,, ,,,,,,,, ,,,, ,,, ,,,,, ,,,,,,,,, ;,,, ,, ,,, ,,,, ,,,(,,, ,,,,,, ,,,,,, ,,,, ,,, ,,,，,, ,,;,,,, ,, ,,, ,,,,,,,,(,,, ,,,,:,,,,,;,,,, ;,,,,;,,,; ,,,,,,,,, ,,,,,,,;,,,，,,;,,,,,,,,,, ,,,,,,,,;,,,;,,,,,,, ,,;,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,; 本文所用缩略词及其意义,,, ,,,,,,,,,,,, ,,,,, ,,, ;,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,, ,, ,,, ,,,,,, 目录, ,;， 言………………………………………………………………………………………………………………………………………, ,(,锌在植物体内的生物学功能……………………………………………………………………((, ,(,(,锌是许多酶的组分或活化 剂………………………………………………………………((, ,(,(,锌对碳水化合物代谢的影响………………………………………………………………((, ,(,(,锌与生物膜的关 系…………………………………………………………………………。, ,(,(,锌对植物生,发育的影 响……………………………………………………………………, ,(,(,锌在蛋白质代谢中的作用……………………………………………………………………。, ,(,植物细胞中的锌代 谢……………………………………………………………………………。, ,(,植物中的锌铁转运体基 冈………………………………………………………………………((, ,(,(, ,，,家族的结构特 征…………………………………………………………………………, ,(,(, ,，,家族的分 类………………………………………………………………………………, ,(,(, ,，,家族在植物中的研究进 展………………………………………………………………, ,(,(,植物,，,蛋白与植物中微量元素积累的关系……………………………………………。, ,(,(, ,,,家族的结构特 征………………………………………………………………………((, ,(,研究内容和意 义…………………………………………………………………………………。,,材料和方 法……………………………………………………………………………………………(, ,(,材芈 斗…………………………………………………………………………………………… ,(,(,试验材…………………………………((, 料………………………………………………………………………………………, ,(,(,试验试 剂……………………………………………………………………………………((, ,(,方 法………………………………………………………………………………………………………………………………(, ,(,(,培养试 验……………………………………………………………………………………。, ,(,(, ,,,提 取…………………………………………………………………………………………………………………, ,(,(,总,,,定量与完整性检 测…………………………………………………………………, ,(,(,琼脂糖电泳检测………………………………………………………………………………, ,(,(, ,,, ,，毡 化…………………………………………………………………………………………………………………, ,(,(, ,,—,, ,……………………………………………………………………………………………………………………(, ,(,(, ;,,,琼脂糖凝胶的同 收…………………………………………………………………一,, ,(,(,监白斑筛选…………………………………………………………………………………,, ,(,(,提取质 粒……………………………………………………………………………………,, ,(,(,,载体构 建…………………………………………………………………………………((,, ,(,(,,洋葱表皮的基冈枪转 化…………………………………………………………………((,, ,(,(,,融合重组蛋白的诱导表 达………………………………………………………………((,, ,(,(,,表达蛋白的,,,(,,,,电泳检 测………………………………………………………。,, ,(,(,,生物信息学分析……………………………………………………………………………,,,结果分 析……………………………………………………………………………………………。,, ,(,玉米,,,，,,的克 隆……………………………………………………………………………(,, ,(,(, ,,,,的提 取………………………………………………………………………………(,,,(,(, ,,,,，,,的;,,,的预测与克 隆…………………………………………………………。,, ,(, ,,,，,,生物信息学分析…………………………………………………………………………,, ,(,(, ,,,，,, ;,,,的一级结构与理化性质的分 ,(,(, ,,,，,,的信号肽析……………………………………………,, 分析………………………………………………………………………,, ,(,(, ,, ,，,,,,,,,,,编码蛋白二级结构预测和分 析…………………………………………,, ,(,(, ,,,，,,跨膜结构域的预测…………………………………………………………………,, ,(,(, ,,,，,,保守结构域的预 测…………………………………………………………… 玻?,(,(, ,,,,,,功能的预测………………………………………………………………………。,, ,(,(, ,,,，,,与水稻上已经报道的,，,家族基冈的氨基酸序列比对和系统树分析…………,, ,(, ,,,，,,在微鼙金属离子胁迫下的表达………………………………………………………。,, ,(,(,分别在缺锌、缺铜、缺铁和缺锰分别诱导胁迫‘卜(，,,,，,,在,,,臼交系幼苗根中的 表达情 况…………………………………………………………………………………………((,, ,(,(,在低锌诱导下， ,,,，,,时空表 达………………………………………………………(,, ,(, ,,,，,,编码蛋白的亚细胞定位………………………………………………………………((,, ,(,(,载体的构 建…………………………………………………………………………………(,, ,(,(, ,，,,，,,基因的弧细胞定 位…………………………………………………………………,, ,(, ,,,，,,基因的原核表 达…………………………………………………………………………,, ,(,(, 目的片段的扩增及测 序……………………………………………………………………(,, ,(,(,表达载体和目的基因的连接………………………………………………………………,, ,(,(, ,,,,,,,，,,原核表达载体的诱导表达分析……………………………………………。,,,讨 论……………………………………………………………………………… 海唬?,(,同源克隆技术获得,,,，,,基冈………………………………………………………………,, ,(, ,,,,,,的表达分析……………………………………………………………………………。,, ,(, ,,,，,,的洋葱表皮弧细胞定位研 究…………………………………………………………。,,,;结论……………………………………………………………………………………………………………………………………(,,参考文 献…………………………………………………………………………………………………,,附, 录………………………………………………………………………………………………………………………………………(,,在读期间发表的学术论文……………………………………………………………………………((,,作者简 介:………………………………………………………………………………………………,,致 谢………………………………………………………………………………………………………………………………………(,, 玉米锌转运蛋白基因,,,，,,;,,,的克隆和表达分析 ,引言 锌是植物所必需的微量元素，在植物体内的许多生化反应中具有重要的作川【?。锌不仅是许多酶的辅助冈子，同时还是植物体内重要蛋白质的结构辅助冈子【,】。锌不仅参与机体的各种代谢，在生物膜稳定和基冈表达等生理机能中也担负重要角色【,,。 玉米是对微鼙元素锌反应比较敏感的作物之一,,，缺锌时，玉米植株体内生长素合成受阻，:,，间缩短。严重时显著地降低玉米的产量,,,。,,,,,,, , ,(认为介质中,,影响植物吸收锌，当十壤,,由,增至,时，植物对锌吸收量减少一(,,,,,。我国有近,,,的十壤锌含量不能满足植物正常生,发育需求，尤其是,,,灰性十壤缺锌最为严重。我国北方彳,灰性十壤分布,((泛【,,’作为北方主要粮食作物玉米缺锌现象比较普遍【,】。冈此，开展与玉米锌吸收转运有关基冈的分子生物学研究，对于提高玉米产量、解决粮食安全问题具有重要意义。,(,锌在植物体内的生物学功能 在植物体中，锌没有化合价的变化。在叶片中，锌人多数以低分子化合物、金属蛋白和自由离子存在，也有少部分锌与细胞壁结合成不溶的形态。植物中,,(,,,的锌是可溶性的【,,，是植物中起生理作用的主要锌形态，通常也是反映锌丰缺的较好指标【,,。锌对植物的影响主要表现在以,儿个方面。,(,(,锌是许多酶的组分或活化剂 植物体中许多重要的酶都需要有锌的参与才能发挥其止常的生理功能。如:乙醇脱氢酶、铜锌超氧化岐化酶、碳酸酐酶和,,,聚合酶等。国际生化协会命名的六人酶类也都是含锌的到,,,。同时，锌也是许多酶的 活化剂。如在生长素形成中，锌与色氨酸酶的活性密切相关;在糖酵解过科中，锌是磷酸甘油醛脱氢酶、乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶的活化剂;当缺锌时，植物体内的硝酸还原酶和蛋白酶活性会降低等【,,,。因此，锌可以通过酶起作,,，对植物代谢产生广泛的影响【,,】。,(,(,锌对碳水化合物代谢的影响 锌主要通过光合作用和糖的运输米对碳水化合物进行影响的。许多含锌酶参与了碳水化合物的代谢。缺锌是植物净光合下降,,,到,,,，其原冈可能有以下几个方面:(,)锌是碳酸酐酶(,,)的组成成分，该酶催化,,,和,,,合成,,,,,，植物体内含锌量与碳酸酐酶活性呈正相关【,,—,’,,,。 (,)缺锌时，,，,(二磷酸核酮糖羧化酶(,,,,,)的活性降低，降低光合作用的能力【,,(,,,。 (,)当缺锌时，叶绿素含量降低，叶肉和维管束鞘叶绿体结构出现异常，从而导致光合能力下降【,,’”’,,,。(,)缺锌降低植物组织醛缩酶的活性，进而影响,，,,二磷酸果糖的转化，导致蔗糖合成减少。 (,)另外，锌在淀粉代谢过程中也起重要作用,,,’,引。 河北农业人学硕十学位(毕业)论文,(,(,锌与生物膜的关系 锌在动物生物膜的功能和结构中起关键的作用【,,(,,,，高等植物中锌对生物膜的影响也得到了证明。,,,;, ,(等【,,】朋根分泌物作为质膜渗透的指标，研究发现缺锌小麦根部,,,的泄露增强。表明锌在维持细胞膜的完整性中起重要作用，锌与磷脂及膜蛋白巯基相互作用米稳定生物膜。锌除了作为生物膜结构的组成外，还抑制超氧自由基的产生并消除其毒害作川。锌对生物膜的主要作用就是阻(，卜了膜质和膜蛋白的过氧化。,(,(,锌对植物生长发育的影响 锌对植物生,发育的影响首先表现在对种子萌发方面，用一定浓度的,,,,。溶液处理种子，能提高种子的发芽率【,,】。锌对植物营养器官发育的影响主要表现在玉米和水稻上:当缺锌时，玉米的株高和笨叶干重均显老降低，但是根冠比增人了。根冠比增人是冈为缺锌对玉米根的抑制作朋远远人丁对苇叶的抑制作刚‘,,之,,。给,:,,‘草增施锌肥，其营养体产量可以增加一倍，种子利花的产量可以增加近,,,倍。因此，锌对植物的生,发育具有重要的作用【,,,。,(,(,锌在蛋白质代谢中的作用 锌与蛋白质代谢有着密切的关系。缺锌时，植物体内蛋白质合成速率和含量均下降，氨基酸积累【,,,。,，,是,,,聚合酶的必需元素。当缺锌时，,,,聚合酶活性卜(降，核糖核酸酶的活性提高，,,?训,平明显下降【,,】。另外，人们还发现一些对氮素代谢有影响的含锌酶，如蛋白酶和肽酶等【,,’,,,。在弱光缺锌下生长的植株其叶绿体蛋白质含鼙与正常条件卜(生长的植株之间基本相同，但在高光强下缺锌植株叶绿素蛋白质含量,,,,,”常植株减少,,(,,【捌。 综上所述，锌不仅是动物必需的微鼍元素之一，也是植物必需的微量元素之一。动物缺锌，会患多种疾病;植物缺锌，不能正常生长，进而导致产量降低。如何解决锌营养元素缺乏这个问题，成为了一个热而棘手的问题。近年来，在人群中发现许多疾病跟锌缺乏有关。它的缺乏是我国以及许多发展中国家的公共卫生问题，我国人部分地区的少年儿童、孕妇、乳母营养性锌缺乏的发生率都很高，为了改善这些人群的营养状况，我国卫生部己批准锌作为食品添加剂，可以广泛地用于饮料、谷类、盐类等食品中【,,,。但是成本过高，如何能提高农作物籽粒锌含量，培育收获物为富锌的品种是一项安全、绿色、经济、可持续发展的工作。,(,植物细胞中的锌代谢 近年来研究表明，,,,，在植物体内的转移、贮存有,种表现方式。第一种是通过, ,,，吸收系统中转录因子的上调表达、下调表达来控制,,,，在植物体内的分布,,,,。第二种是在,，,,，吸收系统中，,,,，通过与一些蛋白或低分子量的螯合剂(如:,,;,,,,,,,,,,)来调控,，,,，的贮存。第三种是通过,,,，的转运来调控,,,，的分布和贮存，如将,,,，转移到胞外的液泡中，从而去除胞内的,,,,，【”，。, 玉米锌转运蛋白基因,,,，,,;,,,的克隆和表达分析,(,植物中的锌铁转运体基因,(,(, ,，,家族的结构特征 锌在植物体内代谢过程中担负着重要的生理功能和营养作用。锌可以作为六人类功能酶中不同的辅助冈子成分，可以凋‘,，酶的活性,,,〕。锌是通过影响,,,、,,,聚合酶进而影响核酸和蛋白质的合成【,,,。锌缺乏植物不能止常生长;锌过量义会造成单盐毒害。冈此，锌的吸收和运输必需受剑严格的控制。 植物通过根系从十壤中.