拟南芥光信号系统关键基因CRY1、CRY2和COP1启动子的表达模式分析

论文摘要

蓝光受体隐花色素CRY(包括CRY1和CRY2)是植物关键的光受体,在拟南芥中被证明调控光形态建成、开花时间、生物节律、气孔开放以及气孔发育等重要生理过程。CRY通过与组成型光形态建成的负调控因子COP1相互作用来实现其调控功能。但到目前为止,关于CRY1、CRY2和COP1基因在光照和黑暗条件下,以及在不同组织和器官中的表达模式尚不清楚。我们通过构建光信号系统关键基因CRY1、CRY2和COP1启动子与GUS融合的植物表达载体,并分别导入拟南芥获得转基因植株。对转基因植株进行GUS组织化学染色的结果对比表明,CRY1、CRY2和COP1的表达模式不受光条件的调控,并且在各器官有广泛的表达。通过分别分析CRY1基因在cop1突变体以及COP1基因在cry1突变体遗传背景中的表达模式,结果表明CRY1和COP1在基因转录水平上不存在明显的相互调控。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 一 绪论
• 1 CRY 的发现
• 2 CRY1 和CRY2 的生理功能
• 2.1 CRY 在光形态建成中的作用
• 2.2 CRY 对于开花时间的调节
• 2.3 CRY 在生物钟调节中的作用
• 2.4 CRY 对于气孔开放的调节作用
• 2.5 CRY 对于气孔发育的调控
• 2.6 CRY 在植物发育中的其他作用
• 3 CRY1 和CRY2 的分子结构
• 3.1 光裂解酶/隐花色素基因家族
• 3.2 CRY 的N 端结构域（CNT）及其功能
• 3.3 CRY 的C 端结构域（CCT）及其功能
• 3.4 CRY 蛋白的细胞定位
• 3.5 CRY 蛋白的降解
• 3.6 CRY 蛋白的磷酸化
• 4 CRY 与其他蛋白相互作用及其信号转导过程
• 4.1 CRY 与COP1 的相互作用
• 4.2 CRY 与PHY 的相互作用
• 4.3 CRY 与ZTL/LKP1/AD01 的相互作用
• 5 COP1 的分子结构和功能
• 5.1 COP1 的分子结构
• 5.2 泛素化蛋白降解途径
• 5.3 COP1 作为E3 连接酶行使其功能
• 5.4 COP1 在哺乳动物细胞中的功能
• 5.5 COP1 的细胞定位
• 6 COP1 的调控因子
• 6.1 SPA 家族蛋白
• 6.2 COP/DET/FUS 基因簇
• 6.3 其他的 COP1 调节因子
• 7 本研究的意义与展望
• 二材料与方法
• 1 植物材料
• 2 质粒、菌株、试剂盒与药品
• 2.1 质粒载体
• 2.2 菌株
• 2.3 抗生素
• 2.4 其他
• 3 实验方法
• 3.1 PCR 反应
• 3.2 大肠杆菌转化
• 3.3 农杆菌转化
• 3.4 拟南芥种植与转化
• 3.5 拟南芥基因组 DNA 的提取
• 3.6 GUS 组织化学染色
• 三结果与分析
• 1 CRY1、CRY2 和COP1 在白光与黑暗下表达模式
• 1.1 CRY1 基因的表达模式
• 1.2 CRY2 基因的表达模式
• 1.3 COP1 基因的表达模式
• 2 拟南芥植株各部位 CRY1、CRY2 和 COP1 启动子表达模式
• 2.1 不同发育阶段叶片中CRY1、CRY2 和COP1 启动子表达模式
• 2.2 花器官和果实中 CRY1、CRY2 和 COP1 启动子表达模式
• 3 cry1 突变体背景下COP1 启动子的表达模式
• 4 cop1 突变体背景下CRY1 启动子的表达模式
• 四结论
• 1 CRY1、CRY2 和COP1 基因的表达模式不受光照条件的调控
• 2 CRY1、CRY2 和COP1 基因在野生型拟南芥植株的叶片和花器官中广泛表达
• 3 拟南芥 CRY1 与 COP1 基因在转录水平上缺乏明显的相互调控作用
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 上海交通大学学位论文答辩决议书