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茶树cscml7基因在非生物胁迫下的表达分析【字数:6261】

2024-02-24 15:41编辑: www.jxszl.com景先生毕设
为了研究茶树类钙调素基因的功能和在植物逆境响应中的分子机制,选取一个特定基因CsCML7进行表达分析。该基因长度为309bp,编码的氨基酸数目为100个,分子量为24505.63,理论等电点为5.34,属于不稳定亲水性蛋白,具有一个典型的EF-hand 结构域。多序列比对和系统进化树分析表明其与葡萄(XP_002281878.1)、可可(EOY12708.1、XP_007021183.2)中的钙结合蛋白亲缘关系较近,同时也与其他植物中的CML7蛋白存在亲缘关系。该基因在低温、渗透、ABA和盐胁迫下的表达受到诱导或抑制,初步推测其可能参与茶树对非生物胁迫下的逆境抵抗。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
1材料与方法3
1.1试验材料及处理3
1.2 试剂3
1.3 试验方法3
1.3.1总RNA的提取3
1.3.2茶树CsCML7基因克隆4
1.3.3茶树CsCML7基因的序列分析4
1.3.4 实时荧光定量 PCR4
2 结果与分析5
2.1 CsCML7基因克隆和序列分析 5
2.2 茶树CSCML7基因跨膜区域结构预测5
2.3茶树CsCML7基因亲/疏水性分析6
2.4 CsCML7蛋白的同源序列比对和系统进化树的分析7
2.5 CsCML7在茶树中的表达7
3 讨论10
致谢10
参 考 文 献11
茶树CsCML7基因在非生物胁迫下的表达分析
引言
作为和可可、咖啡并称的世界三大无酒精饮料之一,茶在人们的日常生活中一直扮演着重要的角色。我国作为茶叶的源产地,拥有悠久的种植品鉴历史。进入新世纪以来,随着经济状况的发展,人们对茶叶的需求不断增加,茶树的种植面积不断扩大,人们也在不断探索拓宽茶树种植区域的方法。但是茶树由于土壤条件、水分、温度等非生物胁迫因素的影响,在很多引种区域常常出现茶叶品质降低、茶树很难存活等问题。因此提高茶树抗逆能力在生产上有重要意义。随着生物技术的发展,人们 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072
的研究方向逐渐从生理生态水平转向分子生物层面,非生物胁迫下的信号转导和基因表达方面的研究逐渐引起了相关人员的重视。植物在进化过程中为适应各种逆境威胁逐渐形成对各种逆境信号的识别与解码(Decoding)、信号转导及逆境相关基因的表达等一系列调控机制来应对不断变化的生存环境,深入理解钙信号的感知、解码及其信号转导对研究植物各种逆境响应机制和作物抗逆遗传改良具有重要的理论与实践指导意义[1]。因此茶树类钙调蛋白基因(CML)的研究成果将对明确茶树体内抗逆基因的调控表达进而提高茶树抗逆性起到一定的帮助。
钙信号通路在植物的生长发育和耐受非生物胁迫过程中起关键的作用。植物在接受发育相关信号以及外界刺激后,通过激发Ca2+泵和Ca2+通道, 进而诱导细胞内Ca2+浓度出现快速和瞬时的变化( 即钙瞬变, Ca2+transients), 最终产生刺激特异性的生理反应。目前已知高等植物中的钙感受器有四类,钙依赖性蛋白激酶(Calciumdependent protein kinases,CDPKs),钙调素(Calmodulins,CaMs),类钙调素蛋白(Calmodulinlike proteins,CMLs)和类钙调磷酸酶B蛋白(Calcineurin Blike proteins,CBLs)[2]。/图1.植物钙信号感受器[3]
其中,CaM和CMLs在最近的研究中又常常被归为一类,上述钙感受器通常均含有1个或者多个与Ca2+结合的EF手单元(elongation factor hand motif),它们一般呈螺旋环螺旋结构。EF手单元在结合Ca2+后其构象发生变化, 从而促进其与下游效应蛋白结合或调节其自身的催化活性。在这四种钙感受器中,除了CDPKs同时具有结合功能和蛋白激酶活性,通过与结合诱导自身的构象改变来实现其功能之外,其他三种钙感受器均是利用非酶途径来调控下游响应因子,通过与其互作蛋白的相互作用调控下游基因的表达活性的[4](如图2)。
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图2.植物四种钙信号蛋白感受器结构域[3]
人们目前认识最为清楚的钙感受器是植物CaM,它们的功能与植物生长发育过程中的各种生理活动均有关联。CaM是一个多成员的基因家族,植物基因组中含有多个编码CaM 的位点,通常十分保守。CML 是与 Ca M 相似性较高的钙离子结合蛋白大家族,它们的主要区别在于CaM含有4个EF 手单元,而CML含有的EF 手单元数目则从1 到6 个不等,且植物中具有的一个CaM 蛋白由多个基因编码的情况在CML蛋白上一般不会发生。CML参与了植物的盐胁迫( At CML9 和 Os MSR2)、ABA信号( At CML37 和 At CML24)、抗坏血酸合成( At CML10)、过氧化物酶体代谢( At CML3)、生物胁迫( At CML42)等抗逆相关的信号转导过程[58]。
目前国内对CaM/CML 的研究主要以拟南芥、水稻、小麦等为主,与茶树相关的CML研究仅在低温胁迫花粉管萌发方面有相关文献提及。茶树CML基因在不同非生物胁迫条件下的表达分析仍不明确,本研究主要针对茶树的一个CML基因进行生物信息学分析,并研究了其在多种非生物胁迫下的表达特征,为之后深入研究茶树CML基因在非生物胁迫下的作用奠定了基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料及处理
实验材料为自江苏省南京市中山陵茶场茶园采集的茶树品种‘龙井43’两年生扦插移栽苗。对采集回来的移栽苗分别进行低温处理(10℃下处理)、ABA 诱导(喷洒200 mg/L ABA)、渗透胁迫处理(喷洒20% 的PEG6000),NaCl 处理(喷洒200 mg/ LNaCl),处理后分别在设定的时间段取样,取样后迅速放入液氮中固定,于70 ℃保存备用。

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