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1、分類號:Q786單位代碼:10758密級:公開學(xué)號:09020016碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文棉花棉花GhSERKs基因的克隆及表達(dá)分析基因的克隆及表達(dá)分析TheCloningExpressionAnalysisofGhSERKsGenefromCotton(GossypiumhirsutumL.)研究生姓名研究生姓名林芹導(dǎo)師姓名及職稱導(dǎo)師姓名及職稱郭三堆郭三堆研究員研究員合作導(dǎo)師姓名及職稱合作導(dǎo)師姓名及職稱張樺副教授副教授學(xué)位門類級別學(xué)
2、位門類級別理學(xué)碩士理學(xué)碩士專業(yè)名稱專業(yè)名稱生物化學(xué)與分子生物學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)研究方向研究方向植物基因工程植物基因工程所在學(xué)院所在學(xué)院農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)院新疆烏魯木齊二○一二年六月I棉花棉花GhSERKs基因的克隆及表達(dá)分析基因的克隆及表達(dá)分析摘要體細(xì)胞胚胎發(fā)生是在外界誘導(dǎo)的條件下,體細(xì)胞發(fā)生一系列的形態(tài)和生化改變形成體細(xì)胞胚的過程。體細(xì)胞胚胎發(fā)生的基礎(chǔ)是高等植物特有的細(xì)胞全能性,不同于合子胚,體細(xì)胞胚胎很容易操控,培養(yǎng)條件也可控制。有些
3、植物通過組培形成再生植株易且時間短,如水稻,煙草等;而有些植物通過組培形成再生植株難且時間長,如棉花。如果能夠通過利用體胚發(fā)生相關(guān)基因,來提高植株的再生率和遺傳轉(zhuǎn)化率,縮短組培時間,那將能突破低轉(zhuǎn)化再生率植物的組培瓶頸,于是克隆GhSERK家族基因并了解其表達(dá)模式顯得極為重要。本論文由此開展如下工作:1.通過電子克隆和RACE技術(shù),從棉花中克隆了四個GhSERK基因,GhSERK3的F為1863bp編碼620個氨基酸,分子量為68574
4、.3Da;GhSERK4的F為1836bp編碼611個氨基酸,分子量為67721.5Da;GhSERK5的F為1833bp編碼610個氨基酸,分子量為67608.2Da;GhSERKL1的F為1791bp編碼596個氨基酸,分子量為66033.8Da,且該基因存在可變剪接現(xiàn)象。2.生物信息學(xué)分析表明它們都是帶負(fù)電荷、水溶性、半衰期>10的穩(wěn)定蛋白;4個基因都具有信號肽;均為膜蛋白;GhSERK3、GhSERK4和GhSERK5均為單次跨
5、膜,且具有植物類受體蛋白激酶的典型結(jié)構(gòu),即胞外結(jié)構(gòu)域、單次跨膜域和胞內(nèi)激酶結(jié)構(gòu)域,而GhSERKL1跨膜兩次;這些基因普遍含有富含亮氨酸重復(fù)序列,蛋白激酶ATP結(jié)合位點,絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶活性位點,富脯氨酸區(qū),蛋白激酶結(jié)構(gòu)域,屬植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生受體類蛋白激酶。聚類分析表明GhSERK1屬于擬南芥的SERK12亞家族,而GhSERK3、GhSERK4、GhSERK5和GhSERKL1屬于擬南芥的SERK345亞家族。3.表達(dá)譜分析表明
6、這些基因在不同胚珠和不同愈傷中均能表達(dá),且在第三天和第六天的胚珠中表達(dá)量幾乎無變化,在第九天胚珠時,GhSERK1、GhSERK3、GhSERK4和GhSERK5表達(dá)量遠(yuǎn)高于第三天的表達(dá)量,而GhSERKL1在胚珠第十二天表達(dá)量最高。GhSERK1在胚性愈傷中的表達(dá)量遠(yuǎn)高于非胚性愈傷,GhSERK3、GhSERK5和GhSERKL1在胚性愈傷和非胚性愈傷中表達(dá)量幾乎無差別,而GhSERK4在非胚性愈傷中的的表達(dá)量高于胚性愈傷。據(jù)上述結(jié)果
7、推測GhSERK1、GhSERK3、GhSERK4和GhSERK5在球形胚中高效表達(dá),而GhSERKL1在幼胚進(jìn)入心形期時高效表達(dá);GhSERK1可能參與體細(xì)胞胚的發(fā)生過程,GhSERK3、GhSERK5和GhSERKL1可能不參與體細(xì)胞胚的發(fā)生過程;而GhSERK4可能在非胚性中起重要作用。綜上所述,本研究從棉花中克隆了GhSERK家族基因,分析了這些基因在不同胚珠和不同愈傷中的表達(dá)情況。為GhSERKs在棉花體胚發(fā)生中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)
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