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调控拟南芥雄性不育基因MA的定位及拟南芥MtN3/saliva基因家族分析

何佳

   许多高等植物中存在雄性不育的现象,而导致此现象的最重要的一个原因就是花药与花粉发育异常,因此花药与花粉发育成为植物发育生物学中一个重要的研究领域。将导致雄性不育突变体的相应基因克隆出来并研究其在花药及花粉发育过程中的功能是研究花药及花粉发育分子机理的一个重要方法。拟南芥突变体ma是从一个T-DNA插入突变体库筛选获得的隐性单基因控制的雄性不育突变体。通过对树脂切片的细胞学观察发现,突变体ma的花药小孢子发育出现异常,并最终无法形成正常的花粉粒。由于T-DNA在突变体中缺失,我们利用图位克隆的方法将该基因定位于拟南芥第一条染色体上的23283kb与23360kb之间,相距76kb。在此区间内,有一个新近报道的雄性育性相关基因ACOS5,我们的工作证明,ma即为acos5的一个等位突变体。本工作为MA进一步克隆及研究其结构和功能奠定了基础。 MtN3/saliva基因家族是含有两个MtN3/saliva跨膜结构域的膜整合蛋白,其成员广泛存在于真核生物中。目前对该家族功能研究较少,对其跨膜结构域的分子功能还不清楚。在拟南芥中该家族有18个成员,除了最近克隆的RPG1以外其它MtN3/saliva基因的功能均不清楚。本研究对拟南芥MtN3/saliva基因家族进行了较为全面的分析,包括基因结构、染色体分布、蛋白结构域、系统进化关系、基因表达谱等。对其中预测在花药中高表达的4个基因进行了实时定量PCR分析。主要结果如下: 1.综合分析TAIR和Pfam数据库,在TAIR(http://www.arabidopsis.org)数据库中得到18个拟南芥MtN3/saliva家族基因核苷酸和氨基酸序列。并用TAIR的染色体绘图工具(Chromosome Map Tool)将MtN3/saliva家族基因定位到五条染色体上。 2.利用Gene Structure Display Server(http://gsds.cbi.pku.edu.cn/index.php)将从TAIR获得的18个拟南芥MtN3/saliva家族基因绘出基因结构图。 3.利用TMHMM Server v. 2.0主页(http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/)参数设置为默认,预测出拟南芥MtN3/saliva家族基因的蛋白结构图。 4.采用邻接法(neighbor-joining),利用Mega软件(版本4.1)构建了拟南芥的蛋白全序列的系统进化树,由1000次自举值(bootstrap)重复抽样组成。 5.根据TAIR提供的e-FP Browser的链接,综合Genevestigater上的数据,对预测的MtN3/saliva家族的表达谱进行了分析整理,主要采用e-FP Browser提供的 数据,发现4个(RPG1除外)在花中高表达的基因,利用定量RT-PCR技术对这4个基因在拟南芥各组织中的表达进行分析,证实有3个基因在花中高效表达。 这些结果为我们对MtN3/saliva基因家族的深入了解提供了参考。……   
[关键词]:雄性不育;图位克隆;拟南芥;细胞学;花药;MtN3/saliva基因家族;拟南芥;表达分析
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:上海师范大学2010年