一个拟植物转录因子家族的初步研究

一个拟植物转录因子家族的初步研究

论文摘要

转录因子(transcription factor,TF)是一类可以同真核生物启动子特定DNA序列结合的蛋白质分子,在高等植物的生长发育及其对外界环境的反应中起着重要的调控作用。我们对一个通过生物信息学分析推断为新的植物转录因子的基因家族进行了初步的研究,具体情况如下:(1)通过生物信息学的数据库以及相关软件,对我们所研究的转录因子家族进行了生物信息学的分析。通过多序列联配发现该转录因子家族基因成员包括两个保守区;同时进行系统发生分析将这些成员划分为4个亚族;利用EST数据库对这些基因的表达信息进行检索,发现该家族中的大部分拟南芥基因在花、种子中表达,大部分水稻基因在花、芽和愈伤组织中表达;二级结构预测表明,这些蛋白含有锌指结构、低复杂度区域、DUF1644,环指结构四类结构域,表明该家族成员可能具有转录因子的功能。(2)以拟南芥基因组DNA为实验材料克隆基因At1g15430,At5g38370,以水稻基因组DNA为实验材料克隆基因0s09g27860,0s01g42700,0s02g35840,然后构建其pGEX-4T-2原核表达载体,转入表达菌株大肠杆菌BL21(DE3)和RosettaTM进行原核表达,目的蛋白主要以包涵体的形式存在。最佳诱导条件为:诱导时菌体密度OD600约为0.6,诱导物IPTG浓度1.0mmol/L,诱导温度28.5℃,诱导时间4h。并利用GST Resin分离得到了少量的GST-At1g15430可溶性融合蛋白。(3)利用搭桥PCR的办法克隆嵌合基因At1g15430-GFP、At5g38370-GFP、0s01g42700-GFP、0s09g27860-GFP,并将嵌合基因片段连接到克隆载体pMD18-T。经测序后,利用限制性内切酶将其从pMD18-T上切下,构建表达载体pBPF。通过基因枪转化法,将其转入洋葱内表皮细胞进行亚细胞定位的研究。通过Bio-RadMRC1024共聚焦激光扫描显微镜观察,转0s01g42700-GFP的洋葱内表皮细胞在细胞核和细胞质中均绿色荧光,转At5g38370-GFP的洋葱内表皮细胞在细胞核中有绿色荧光,转At1g15430-GFP的洋葱内表皮细胞在细胞质中有绿色荧光,转0s09g27860-GFP的的洋葱内表皮细胞没有观察到绿色荧光。这个结果表明,0s01g42700一GFP基因的表达产物部分被转运入核,At5g38370-GFP基因的表达产物全部转运入核,At1g15430-GFP基因的表达产物没有转运入核,0s09g27860-GFP基因没有表达。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 植物转录因子研究进展
  • 1.1.1 转录因子的概念
  • 1.1.2 植物转录因子的结构
  • 1.1.3 植物转录因子的分类
  • 1.1.4 植物转录因子的功能
  • 1.1.5 植物转录因子研究方法
  • 1.2 生物信息学在基因组学和蛋白组学上的应用研究进展
  • 1.2.1 生物信息学概况
  • 1.2.2 生物信息学在基因组学研究中应用
  • 1.2.3 生物信息学在蛋白组学研究中应用
  • 1.3 本研究的意义及主要内容
  • 1.3.1 本研究的意义
  • 1.3.2 本研究的主要内容
  • 2 材料与方法
  • 2.1 生物信息学分析方法
  • 2.1.1 在数据库中搜索基因相关信息
  • 2.1.2 序列分析
  • 2.1.3 基因表达谱分析
  • 2.1.4 编码蛋白二级结构的预测
  • 2.2 材料、载体、菌株、工具酶
  • 2.3 主要试剂及溶液的配制
  • 2.3.1 质粒抽提相关溶液
  • 2.3.2 植物基因组DNA提取相关溶液
  • 2.3.4 SDS-PAGE相关溶液
  • 2.3.5 蛋白纯化相关溶液
  • 2.3.6 质粒大量抽提所需试剂配制
  • 2.3.7 培养基及其他试剂
  • 2.4 主要实验方法
  • 2.4.1 植物基因组DNA的提取
  • 2.4.2 引物设计
  • 2.4.3 PCR反应
  • 2.4.4 DNA凝胶回收
  • 2.4.5 表达载体的构建
  • 2.4.6 大肠杆菌感受态细胞的制备
  • 2.4.7 DNA片段转化感受态细胞
  • 2.4.8 质粒的小量提取
  • 2.4.9 目的基因的诱导表达
  • 2.4.10 表达产物的纯化
  • 2.4.11 质粒大量提取
  • 2.4.12 基因枪转化
  • 2.4.13 制片观察
  • 3 结果与分析
  • 3.1 生物信息学分析
  • 3.1.1 新植物转录因子家族相关信息
  • 3.1.2 序列分析
  • 3.1.3 基因表达谱
  • 3.1.4 编码蛋白二级结构的预测
  • 3.2 目的基因在大肠杆菌中的表达
  • 3.2.1 引物设计
  • 3.2.2 PCR扩增基因
  • 3.2.3 pGEX-4T-2原核表达载体的构建
  • 3.2.4 目的基因的诱导表达
  • 3.3 目的基因的真核细胞亚定位研究
  • 3.3.1 引物设计
  • 3.3.2 搭桥用片段的克隆
  • 3.3.3 搭桥PCR获得嵌合基因
  • 3.3.4 克隆载体pMD18-T的构建
  • 3.3.5 载体pBPF的构建
  • 3.3.6 亚细胞定位研究
  • 4 分析与讨论
  • 4.1 生物信息学分析
  • 4.2 目的基因在大肠杆菌中的表达
  • 4.2.1 表达载体的构建
  • 4.2.2 提高原核表达蛋白的可溶性
  • 4.2.3 原核表达条件的优化
  • 4.3 目的基因的真核细胞亚定位研究
  • 4.3.1 搭桥PCR
  • 4.3.2 目的基因的亚细胞定位
  • 4.4 后续研究
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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