导读:本文包含了隐花素论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:青蒿,光调控,转录组测序,隐花素
隐花素论文文献综述
王路尧[1]（2017）在《光调控对青蒿素合成途径的影响及青蒿蓝光受体隐花素（AaCRY1）的功能研究》一文中研究指出青蒿是一种重要的药用植物,青蒿素是目前应用最广泛、疗效最好的抗疟疾药物。青蒿素的代谢调控研究一直是青蒿研究的重点。研究表明,青蒿在光、盐胁迫和重金属等非生物因素条件下青蒿素产量显着提高。光作为调节植物生长发育最重要的环境因子之一,参与萜类化合物合成的代谢调控。光强和光照时间的变化会影响青蒿素的积累。植物通过光敏色素,隐花色素,UV-B感光细胞等光受体响应不同的光质、光强和光周期,在青蒿中过量表达拟南芥红光受体phyb,得到的转基因青蒿对红光响应更加明显,青蒿素和青蒿酸的合成得到增加。因此,克隆青蒿隐花色素CRY1基因并转化青蒿,对探究蓝光受体对青蒿素途径的代谢调控及基因工程育种具有重要意义。本文选取高产青蒿品种为主要研究对象,从光调控、转录组测序、基因克隆、进化分析、表达分析、转基因植物功能验证等方面开展了一系列的工作。一、光参与调控青蒿素生物合成途径关键酶基因的表达,其中红光和蓝光的作用较强。研究对生长3周的青蒿幼苗进行了黑暗处理,qRT-PCR分析发现青蒿幼苗叶片中ADS、CYP71AV1和DBR2基因的表达量持续降低,黑暗转入复合光环境的植株叶片中关键酶基因的表达量逐渐提高,黑暗转入不同光质光处理结果表明,黑暗后转入红光和蓝光条件下关键酶基因的表达量提高,远红光对关键酶基因无明显作用。因此,光参与调控青蒿素关键酶基因的表达中,红光和蓝光参与调控,远红光无明显作用。黑暗后转入不同光强光照处理的实验结果表明,关键酶基因的表达受到光强大小的影响,强光照下ADS、CYP71AV1和DBR2基因表达量提高,提升效果80μmolm~(-2)s~(-1)>40μmolm~(-2)s~(-1)>10μmolm~(-2)s~(-1);低光照强度环境中ADS、CYP71AV1和DBR2基因表达量降低。二、转录组测序表明蓝光可以调控青蒿素合成途径相关的转录因子,从而调控青蒿素合成代谢途径。以黑暗环境为对照,挑选40μmolm~(-2)s~(-1)蓝光,取样点6h、24 h叁个青蒿幼苗样品,进行转录组测序。数据组装共得到206402个unigenes序列。经过注释、GO功能分类和KEGG pathway分析,结果表明蓝光参与了代谢过程,其中萜类代谢活跃。差异基因KEGG通路富集分析表明蓝光处理可以调控萜类代谢,且调控产生作用需要一定的时间。对青蒿幼苗进行差异表达谱分析,筛选与青蒿素代谢相关的差异转录因子,为169个ERF类转录因子,158个MYB家族转录因子、71个WRKY家族转录因子、97个bHLH类转录因子和79个bZIP类转录因子。蓝光可以通过转录因子调控多个参与代谢途径基因的表达,进而调控影响青蒿素的代谢。叁、青蒿蓝光受体CRY1基因的克隆和分析克隆青蒿蓝光受体隐花素AaCRY1基因,生物信息学分析表明AaCRY1蛋白序列和其它植物CRY蛋白具有较高的相似性。蓝光下过表达AaCRY1的拟南芥cry1突变体幼苗,下胚轴伸长生长明显受到抑制,下胚轴长度缩短,表明AaCRY1参与蓝光介导的植物光形态建成。酵母双杂和荧光共定位实验结果表明AaCRY1可以通过和COP1的直接蛋白互作进行蓝光信号传导,调节基因表达。四、过表达青蒿AaCRY1基因能提高转基因青蒿中青蒿素生物合成途径关键酶基因的表达,从而提高青蒿素含量在青蒿中过表达青蒿CRY1基因获得转基因植株,Western blot杂交结果表明AaCRY1基因整合到了转基因青蒿的基因组中并且能成功表达翻译成蛋白。实时荧光定量分析表明转基因株系中ADS、CYP71AV1和DBR2基因的表达量显着提升,与野生型相比,ADS基因的表达量最高可提升6.4倍;CYP71AV1基因的表达量最高可提升8.1倍;DBR2基因的表达量可提高4.7倍。HPLC-ELSD分析发现转基因青蒿植株中青蒿素含量是对照的1.6-2倍,证明过表达青蒿AaCRY1基因能有效提高转基因青蒿中青蒿素含量。(本文来源于《上海交通大学》期刊2017-01-01）
翟华伟[2]（2016）在《拟南芥隐花素调控分枝发育的功能研究》一文中研究指出分枝由腋芽发育而成,是植物地上部分重要的农艺形态特征。植物分枝的数目是由内生和外源环境共同作用于芽或成熟植株而决定。光在调控植物分枝发育中起重要作用。隐花素(Cryptochromes,CRYs)作为蓝光受体调节植物体内的多种光反应,介导蓝光调控基因的表达,从而调控植物光形态建成。然而,隐花素是否参与植物分枝发育调控尚不清楚。我们研究发现隐花素功能缺失突变体cry1出现多分枝表型,且通过杂交实验和互补实验证实cry1突变体的多分枝表型与CRY1蛋白缺失有关。进一步的遗传实验显示CRY1蛋白表达越高,植株分枝数目越少,表明CRY1蛋白对分枝发育起抑制作用。为寻找CRY1调控分枝发育的下游基因,我们分析了分枝发育相关基因的表达情况,结果发现PIF4基因转录水平在cry1突变体中显着升高;此外,通过分析pif突变体分枝表型发现其分枝数目比野生型有所减少。这些初步的结果暗示cry1突变体出现多分枝表型可能是由于CRY1蛋白缺失导致PIF4基因转录水平升高所致。(本文来源于《中国农业科学院》期刊2016-05-01）
高洁[3]（2015）在《拟南芥蓝光受体隐花素CRY1光激活机制的研究》一文中研究指出植物在生长发育过程中受到各种环境因素的影响。在长期的进化过程中,植物形成了一系列完善的体系来接收并且传递外界环境给予的信号,光是其中一种非常重要的环境信号。植物通过光受体感知光信号。光受体接收光子并进行信号转导,产生各种光响应以适应外界环境的变化。模式植物拟南芥中目前发现了13个光受体,分别为红光/远红光受体、蓝光/UV-A受体和UV-B受体。隐花素是蓝光受体之一,首先在拟南芥中被发现。隐花素的氨基酸序列和蛋白结构与光裂解酶类似,是一种黄素蛋白,它结合的黄素辅因子FAD在体外发生光还原反应,该反应需要进化上高度保守的叁个色氨酸(又称色氨酸叁联体)组成电子传递链,提供并传递电子来完成。有假说认为色氨酸叁联体依赖的光还原反应是蓝光受体隐花素的光激活机制。根据该假说,结合氧化态FAD的隐花素处于基态,当吸收光子后,光激发的FAD*获得一个电子(由色氨酸叁联体提供并传递)和一个质子(未知来源)从而形成半还原态FADH?,该状态被认为是隐花素的激活态,光激活的隐花素呈现一种打开的构象,与其信号蛋白相互作用,并最终导致下游的一系列生理生化反应。但该假说也存在如下问题:首先,色氨酸叁联体依赖的光还原反应现象大部分是在体外实验观察发现的;其次,被认为是隐花素祖先的光裂解酶的修复活性不需要色氨酸叁联体依赖的光还原反应;最后,拟南芥CRY2在体内的生理生化活性也与色氨酸叁联体依赖的光还原反应无关。目前支持该假说的唯一遗传学证据是关于拟南芥CRY1的研究,该研究证明色氨酸叁联体中的两个色氨酸突变后,不仅影响CRY1体外的光还原反应,还会影响CRY1的功能。CRY1的光激活机制与其亲缘关系最近的CRY2以及次近的光裂解酶是否有所不同,目前尚无定论。本研究通过定点突变的方法,将拟南芥隐花素CRY1中的色氨酸叁联体(W324、W377和W400)和其它两个进化上高度保守的色氨酸(W334和W356)逐个突变为氧化还原惰性的苯丙氨酸(F)或丙氨酸(A),分析了突变体在体内和体外的生理生化特性,为进一步验证色氨酸叁联体依赖的光还原反应对CRY1光激活的影响,探究CRY1的光激活机制提供实验依据。主要研究结果如下:1.CRY1色氨酸叁联体突变体的体外光还原反应利用昆虫细胞表达系统表达并纯化了五个色氨酸叁联体突变体蛋白质,简称为W324A、W324F、W377A、W377F和W400F。通过全光谱扫描,分析FAD不同氧化还原状态的特征吸收曲线发现,突变体蛋白在蓝光下不发生或仅发生极微弱的光还原反应,说明CRY1体外光还原反应需要色氨酸叁联体的参与。2.CRY1色氨酸叁联体突变体在体内的生理活性利用农杆菌介导法将目的基因转入cry1缺失突变体中,获得了过量表达的T3代转基因纯合株系,简称为GFP-CRY1、GFP-CRY1W324F、GFP-CRY1W324A、GFP-CRY1W377F、GFP-CRY1W377A、GFP-CRY1W400F和GFP-CRY1W400A。对这些转基因植物进行检测并发现:色氨酸突变体均保持了野生型CRY1的生理功能,例如,介导蓝光抑制下胚轴的伸长、介导蓝光促进花青素的积累和介导蓝光促进相关基因m RNA的表达;有两个突变体表现出比野生型CRY1更强的生理活性,GFP-CRY1W400A在红光、远红光和黑暗中均能保持以上的生理功能,呈现组成型活性;GFP-CRY1W377A与GFP-CRY1W400A相似,但活性较弱。上述结果说明,CRY1的生理活性不需要色氨酸叁联体依赖的光还原反应。3.CRY1色氨酸叁联体突变体在体内的光生化活性分析转基因植物中突变体蛋白的磷酸化反应,结果表明,所有突变体(除W400A)均能发生蓝光依赖的磷酸化反应,而W400A在黑暗和蓝光下均能被磷酸化。利用人胚肾细胞表达系统(HEK293T)共表达W400A和CRY1的信号蛋白SPA1,Co-IP结果显示,W400A和SPA1在黑暗和蓝光下均能相互作用,进一步证明W400A的组成型活性。将突变体蛋白和SPA1CT509在烟草叶片中进行瞬时表达,Bi FC结果证明,所有突变体均能与SPA1CT509在植物体内发生互作。上述结果说明,CRY1的光生化活性不需要色氨酸叁联体依赖的光还原反应。4.ATP促进的光还原反应对CRY1活性的影响在突变体蛋白中加入1 m M ATP,进行全光谱扫描,分析ATP对CRY1及其色氨酸突变体光还原反应的影响。结果表明:与报道的ATP促进CRY2的光还原反应不一致,ATP不能促进CRY1的光还原反应;ATP不能恢复W324A和W400F的光还原反应;ATP可以促进W324F、W377A和W377F的光还原反应,但仍慢于野生型CRY1。然而,这些突变体(特别是W324A和W400F)在体内仍具有CRY1的各项生理生化活性,因此推测,ATP促进的光还原反应与CRY1在体内的活性无关。5.其它CRY1色氨酸突变体的分析除色氨酸叁联体以外,FAD的结合区域仍有两个进化上高度保守的色氨酸(W334和W356),对其进行相同的突变和检测,发现这两个点突变对于CRY1体外的光还原反应和体内的生理生化活性均没有显着影响。隐花素CRY1接收光子被激活,从而发生一系列生理生化反应。本研究表明,CRY1色氨酸叁联体被突变后虽然不能进行体外的光还原反应,但仍能保持野生型CRY1的生理生化活性,说明CRY1色氨酸突变体在体内仍能被光激活并发挥相应的作用。因此,我们认为色氨酸叁联体依赖的光还原反应不是隐花素CRY1的光激活机制。(本文来源于《吉林大学》期刊2015-12-01）
唐冬英,赵小英,谢敏敏,廖晓英,李丽[4]（2014）在《隐花素在生长素调控拟南芥下胚轴伸长中的作用分析》一文中研究指出以拟南芥野生型(Col-4)和隐花素双突变体cry1cry2为材料,研究不同光照条件下不同浓度吲哚乙酸(IAA)和IAA极性运输抑制剂氨基酞氨酸(NPA)对幼苗下胚轴伸长的影响。结果显示,低浓度IAA(10-7mol/L)可促进连续白光和红光下cry1cry2幼苗下胚轴伸长,而连续蓝光下cry1cry2下胚轴的伸长则受到抑制。蓝光下相同浓度的NPA对cry1cry2幼苗下胚轴伸长的抑制程度比野生型要小。RT-PCR分析结果显示,瞬时蓝光处理时IAA合成关键酶基因IGPS以及生长素应答基因IAA1和IAA5在cry1cry2突变体中的转录水平比野生型中要高。这表明隐花素可能部分通过调节IAA合成和/或IAA极性运输,介导蓝光调控拟南芥下胚轴的伸长。(本文来源于《生命科学研究》期刊2014年02期）
李旭[5]（2012）在《拟南芥蓝光受体隐花素CRY2光激发机理和功能的生化分析》一文中研究指出蓝光受体隐花素Cryptochrome (CRY)是一类光裂解酶类似的黄素蛋白,介导了植物和动物的各种光响应,但是其光化学机理还不是很清楚。有研究者提出隐花素的光激发牵涉到生色团黄素腺嘌呤二核苷酸Flavin adenine dinucleotide(FAD)依赖蓝光的光还原反应,此还原反应是通过蛋白内进化上高度保守的叁个色氨酸组成的电子传递链完成的,这叁个保守的色氨酸被定义为色氨酸叁联体。色氨酸叁联体高度保守于光裂解酶/隐花素家族中,其在光还原中的功能是首次在光裂解酶中发现的,但到目前为止已有研究证明依赖色氨酸叁联体的光还原反应与光裂解酶体内光依赖的酶活性没有相关性。最近的研究还证明依赖色氨酸的光还原反应不是动物I型隐花素体内光依赖活性所必需的,但是对拟南芥隐花素Cryptochrome1(CRY1)的一些研究结果支持依赖色氨酸的光还原决定了植物的生理功能。为了研究植物隐花素的光激发机理,我们将拟南芥隐花素Cryptochrome2(CRY2)的色氨酸叁联体逐个突变,通过对突变的隐花素CRY2光化学和生理学活性的分析来研究以上提出的光还原假设,得到以下几点结论：(1)证明了色氨酸叁联体确实参与了隐花素CRY2体外的光还原反应,但是在所有被检测的生理生化活性中,包括幼苗去黄化响应、成株开花、CRY2依赖蓝光的降解活性及蛋白与蛋白的互作,没有一个在色氨酸突变体中被消除,表明依赖色氨酸叁联体的光还原反应不是拟南芥隐花素CRY2功能必需的。(2)一些CRY2色氨酸突变体(如CRY2W374A)在被检测的生理响应中呈现出组成型活性,变得更活跃。CRY2W374A突变体蛋白与CRY2信号蛋白Suppressor of PHYA1(SPA1)和Cryptochrome-Interaction Basic Helix-Loop-Helix (CIB1)不依赖蓝光互作,其组成型相互作用支持了光诱导隐花素构象改变的假说,从生物化学角度解释了为什么CRY2色氨酸突变体能够在没有光的条件下组成型活跃。(3)真核体系表达的拟南芥CRY2蛋白结合生色团FAD并保持了蓝光受体的活性,在体外响应蓝光,受蓝光诱导形成二聚体或多聚体,并且ATP能够促进CRY2的二聚化或多聚化,证明蓝光促使CRY2构象的改变。CRY2W374A突变体蛋白在黑暗和蓝光下均能以二聚体形式存在,蓝光能够促进突变体蛋白的二聚化和多聚化。(4)首次发现植物隐花素在体外蓝光特异的蛋白与蛋白互作现象。体外CRY2-CIB1复合体的形成依赖于蓝光与FAD,与体内反应一致。突变体蛋白CRY2W374A在体外能与CIB1持续性结合,支持蓝光诱导CRY2构象的改变,突变体CRY2W374A更接近构象改变后的CRY2.(5)限制性蛋白水解实验首次揭示蓝光能够诱导体外CRY2构象改变,被激活的CRY2空间构象类似于组成型突变体CRY2W374A。鉴定到蓝光诱导CRY2构象改变的位置位于CRY2C端结构域,靠近保守基序DAS中STAESSS序列。光诱导CRY2构象改变正好解释了依赖蓝光的CRY2-CIB1、CRY2-SPA1的相互作用,支持光诱导CRY2PHR-CCT解离论。(6)不同类型细胞中的CRY2有可能拥有不同的生理功能,不同的功能间(如促进光周期控制的开花,抑制下胚轴生长等)存在不同的调控机理。本论文构建的转基因植物：组织特异性启动子启动荧光蛋白GFP、mRNA结合蛋白PABP、隐花素CRY1、CRY2基因的表达,为进一步研究隐花素纵多功能的调控机理和信号传递途径提供了丰富材料。(本文来源于《湖南大学》期刊2012-02-16）
杨粤军,李旭,李彦,郭新红[6]（2012）在《拟南芥野生型与隐花素突变体光调节的蛋白质鉴定与聚类分析(英文)》一文中研究指出光是控制植物生长发育十分重要的环境因子之一.隐花素是植物的蓝光受体,在植物中调节多种光形态建成,包括抑制下胚轴的伸长、子叶的伸展和调节植物的开花时间等,但隐花素依赖蓝光调节光形态建成的分子机制尚不清楚.本文采用比较蛋白质组学方法研究了在持续蓝光和红光下生长的拟南芥隐花素双突变体cry1cry2和野生型幼苗的全蛋白图谱.采用基质辅助激光解吸飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-TOF)进行肽质谱指纹图谱分析.在cry1cry2和野生型中鉴定了71个差异蛋白点.这些差异蛋白质反应光的变化可以形成6类,结果表明,光调节隐花素是通过控制许多相关基因的表达而实现的,为进一步研究拟南芥隐花素的光反应机制提供一些有用的信息.研究表明,蛋白质表达图谱可用于研究各种突变体在不同光照条件下光应答之间的关系.(本文来源于《中国生物化学与分子生物学报》期刊2012年01期）
曾建新[7]（2010）在《拟南芥隐花素CRY1在亚细胞结构的功能分析及激活标签突变体库的构建》一文中研究指出植物生长发育过程受到多种外界环境因素影响,光作为主要的环境因子,不仅提供光合作用所需能量,而且在植物光形态建成等多个过程中起重要调节作用。高等植物进化具备了一套极其精细的光感受和信号转换系统,以监视光信号的方向、量和质,并调节植物的生长发育。大量研究表明,蓝光受体隐花素CRY1在介导蓝光调控植物生长发育过程中发挥了重要作用,包括抑制下胚轴伸长、刺激子叶展开、气孔开启、花青素的积累以及调节相关基因的表达等。随着研究的深入,进一步研究隐花素CRY1在亚细胞结构中的生物学功能以及分离、鉴定与隐花素信号传导相关的组分对阐明其作用机制十分重要。本论文通过不同的光处理,探讨隐花素CRY1在植物亚细胞中的定位及受光诱导转移的过程。在此基础上,以隐花素cry1-304突变体为研究背景构建CRY1-GR/cry1-304转基因植株,采用外源糖皮质激素控制隐花素CRY1在细胞核--细胞质间的分布,以期阐明隐花素CRY1在亚细胞结构中的生物学功能。最后,以隐花素cry1cry2突变体为研究背景构建了激活标签突变体库,分离、鉴定与隐花素下游信号转导相关的组分。通过遗传、分析等方法,主要取得以下结果:1.将35S::CRY1-GFP转基因植株在黑暗中培养5天后,采用不同的光处理,实时观察CRY1-GFP融合蛋白在亚细胞中的定位及受光诱导转移过程。实验发现:黑暗条件下CRY1-GFP融合蛋白定位在细胞质中且荧光强度非常微弱;随着蓝光处理时间的延长和光强的增大,GFP荧光逐渐增强,在亚细胞结构(细胞膜、细胞质、细胞核)中均有表达,实验表明CRY1蛋白表达受蓝光诱导,且与光照时间和强度成正比。在蓝光处理过程中(0-15 min),CRY1-GFP融合蛋白从细胞质、细胞膜向细胞核内转移聚集;蓝光处理15 min时,细胞核中GFP荧光强度达到最高,且细胞核与细胞GFP平均荧光强度的比值达到峰值。蛋白免疫杂交结果进一步证实,在蓝光下(0-15 min)GFP蛋白表达与蓝光处理时间成正比。实验首次发现:CRY1-GFP融合蛋白在蓝光诱导下,由细胞质、细胞膜向细胞核内转移累积,这种转移与红光无关。2.将黑暗中培养5天的野生型黄化苗采用不同的光照处理30 min,提取细胞核蛋白。蛋白免疫杂交检测隐花素CRY1蛋白表达量显示:蓝光下,细胞核内CRY1蛋白表达量比黑暗、红光高,黑暗条件下CRY1蛋白表达量最低。结果进一步证实细胞核内隐花素CRY1蛋白特异性受蓝光诱导表达,或CRY1蛋白受蓝光诱导完成由细胞质、细胞膜向细胞核的转移过程。3.以隐花素cry1-304突变体为研究背景,成功构建了CRY1-GR/cry1-304转基因植株。实验发现:CRY1-GR/cry1-304转基因植株仅在蓝光和外源糖皮质激素同时存在的条件下回复野生型表型,包括抑制下胚轴的伸长、子叶的展开、花青素的累积及气孔的开启等。实验证实:核定位信号(NLS)和光子激活两要素是隐花素CRY1在细胞核中发挥生理功能的充分必要条件。实验首次将糖皮质受体GR作用机理运用到隐花素CRY1基因功能研究,并证实细胞核隐花素CRY1与下胚轴的伸长、气孔的开启相关;细胞质隐花素CRY1与子叶的展开、叶柄的伸长和花青素的积累相关。4.以隐花素cry1cry2突变体为研究背景,构建了基因功能获得型T-DNA突变体库,获得了近2 000个独立转化株系。从T1代转基因植株中筛选获得35个株系,与cry1cry2突变体表型明显不同。从中筛选得到一组有价值的光周期开花突变体,为进一步研究隐花素与植物光形态建成提供了宝贵实验材料。采用IPCR法,成功获得了Scc101-D突变体基因组T-DNA插入位点旁邻序列。实验发现,Scc101-D突变体晚花的表型是与At5g28237基因超量表达相关。5.以野生型为研究背景构建AT5G28237过量表达转基因植株,该转基因植株开花延迟,进一步证实Scc101-D突变体晚花表型是由AT5G28237基因超量表达所致。基因枪轰击洋葱表皮实验首次发现该基因定位在细胞质中,且无组织特异性表达。AT5G28237转基因植株发育缓慢,表明At5g28237基因过表达影响了色氨酸的合成。外源色氨酸能部分恢复至野生型表型,暗示At5g28237基因在拟南芥的生长发育过程中还行使了其他功能。此外,转基因植株的光周期途径开花关键基因FT和CO的转录水平显着降低,结果进一步证实其参与调控植物的开花信号途径。(本文来源于《湖南大学》期刊2010-06-01）
杨粤军,周桂凤,李旭,李彦,萧小鹃[8]（2009）在《白光下拟南芥隐花素双突变体及其野生型的蛋白质组学比较分析》一文中研究指出隐花素是植物的蓝光受体,在植物中调节多种光形态建成,包括抑制下胚轴的伸长、子叶的伸展和调节植物的开花时间等,但隐花素依赖蓝光调节光形态建成的分子机制仍然不清楚.采用双向凝胶电泳对生长在白光下的拟南芥隐花素双突变体及野生型的幼苗全蛋白进行分离,通过考马斯亮蓝染色,获得了分辨率和重复性较好的双向电泳图谱.选取了55个差异蛋白质点采用MALDI-TOF-TOF-MS进行肽质谱指纹图分析,最终有33个蛋白质点得到了可靠鉴定.其中在cry1cry2中相对于野生型下调的有9个蛋白,其他蛋白均表现为上调.这些在白光处理下差异表达的蛋白质主要是参与碳水化合物代谢、能量代谢、细胞组织结构、抵抗压力和解毒、蛋白质的折迭和细胞壁的形成等功能,而且亚细胞定位主要是在叶绿体和线粒体.对其中5个蛋白质点的基因进行了半定量RT-PCR分析,发现这几个蛋白质点的表达与基因的表达基本一致.这些分析结果表明光控制拟南芥的发育是通过共调节许多相关基因的表达而实现的.(本文来源于《自然科学进展》期刊2009年05期）
杨粤军[9]（2007）在《拟南芥隐花素蛋白质组学研究》一文中研究指出隐花素是植物的蓝光受体,在植物中调节多种光形态建成,包括抑制下胚轴的伸长、子叶的伸展和调节植物的开花时间等,但隐花素依赖蓝光调节光形态建成的分子机制仍然不清楚。本文以拟南芥隐花素突变体(CRY:cry1-304,cry1cry2)和哥仑比亚野生型(col-4)幼苗为材料,采用蛋白质双向电泳分离技术、MALDI-TOF-TOF、离子阱质谱鉴定技术以及生物信息学分析等手段,对在不同光处理条件下拟南芥隐花素突变体和野生型幼苗的全蛋白质组和核蛋白质组进行比较蛋白质组学研究,目的是探讨拟南芥CRY、col-4光信号应答相关蛋白质,及其网络调控机制。研究结果如下:(1)提取生长在白光、蓝光和暗处理中的cry1-304、col-4 7天幼苗的全蛋白质,双向电泳分离蛋白质,经图像分析软件分析,在cry1-304和col-4之间找到44个差异蛋白质点,质谱鉴定到21个蛋白质。相对于cry1-304,在白光下有15个蛋白质点上调,6个蛋白质点下调;在蓝光下有17个蛋白质点上调,4个蛋白质点下调;暗处理中有7个蛋白质点上调,3个下调,9个不变,其余2个蛋白质点消失。这些蛋白质中有两个是未知功能的,其余的蛋白质有7个参与代谢反应并且其中是4个参与能量代谢、3个与抵抗压力相关、4个参与转录、2个与蛋白质合成有关、1个参与RNA合成、1个参与蛋白质折迭、1个与细胞运输机制的功能相关。用半定量RT-PCR分析了其中4个蛋白质点相对应的基因表达,结果发现有1个蛋白质水平的表达与相同处理下mRNA水平的表达相一致,另外3个蛋白质点的mRNA水平的表达与蛋白质水平的表达不一致,其原因可能是由于基因表达存在翻译后修饰。进一步利用Matlab2006的K-means聚类程序的功能对21个差异蛋白质的丰度数据进行聚类分析,依据野生型和突变体对光的反应可分别形成6类不同反应的蛋白表达方式。本实验为研究CRY1介导蓝光调节基因表达提供了一个新的研究方法系统,这些分析结果表明光控制拟南芥的发育是通过共调节许多相关基因的表达而实现的。(2)采用双向电泳技术分离cry1cry2和col-4的7天幼苗的全蛋白质,经图像软件分析找到127个差异蛋白质点,质谱鉴定出75个蛋白质点。在暗处理下,cry1cry2和野生型之间有67个蛋白质丰度发生变化,cry1cry2有18个蛋白质下调、49个蛋白质点上调;在蓝光处理下,cry1cry2有44个蛋白质点下调,24个上调;在红光处理下,有64个蛋白质点的丰度发生改变,39个下调和25个上调;野生型col-4用蓝光或红光处理,与暗处理比较,分别有40个和46个蛋白点的丰度具有两倍以上变化,而cry1cry2则分别有49个和40个蛋白质点表达丰度发生变化。数据库结果显示,这些在不同光处理下差异表达的蛋白质主要是参与碳水化合物代谢、能量代谢、细胞结构组成、抵抗压力和抗氧化、蛋白质的折迭和细胞壁的形成等功能而且亚细胞定位主要是在叶绿体和线粒体。我们的研究鉴定出了5个新的光反应蛋白,分别是磷酸丙糖表异构酶、甘油醛叁磷酸脱氢酶A、果糖二磷酸醛缩酶、苹果酸脱氢酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶B,这些蛋白质在cry1cry2蓝光下的表达都减低。研究找到了7个与下胚轴生长相关的蛋白,它们是榭皮酮3-O-甲基转移酶、α木糖苷酶、枯草杆菌蛋白水解酶、甘氨酸脱氢酶、甘氨酸富于蛋白、甘氨酸羟甲基转移酶,并初步找到了一些与CRY功能相关的基因。进一步对75个鉴定到的差异蛋白质的丰度数据进行聚类分析,结果显示对不同光处理反应蛋白,野生型和双突变体都分为6类,野生型和双突变体的总聚类可以分为9类,而野生型和突变体在蓝光和红光下表达有差异的蛋白质其亲缘关系都较近。通过对突变体和野生型的聚类分析,我们首次论证了蛋白质表达图谱可用于研究各种突变体在不同光照条件下光应答之间的关系。(3)研究发现除了cry1cry2在蓝光下调节蛋白质表达外,在红光下蛋白质表达水平也有明显的差异。为了进一步检测隐花素是否在蓝光和红光下都调节相关基因的mRNA的表达而导致蛋白质丰度的改变,我们用RT-PCR和实时定量PCR检测了野生型和cry1cry2幼苗生长在暗、红光和蓝光下的CHS、CAB2、GDH和FNR等4个基因的mRNA的表达。结果表明cry1cry2在红光和蓝光下都影响GDH和FNR的mRNA水平表达的变化,它们的变化趋势与蛋白质变化趋势一样,在野生型的蓝光与暗处理的比较(B/D)或红光与暗处理的比较(R/D)中都增加而在相同比较下突变体cry1cry2中是降低或没变化。这些结果提示,隐花素除了本身特异的蓝光功能外,还具有调节红光受体光敏素从而调控基因表达的作用。(4)用双向电泳、MALDI-TOF-TOF质谱及离子阱质谱鉴定了col-4、cry1-304或cry1cry2核蛋白,发现3个细胞定位在细胞核的蛋白质,其中14-3-3类蛋白质(GF14)对比野生型在两种突变体中表达都是上调,该蛋白质预测具有蛋白质绑定的功能,定位于细胞核核膜,用荧光定位分析表明该蛋白质表达在细胞核内。这一结果为将来进一步研究CRY在核内的功能提供了有用的信息。本研究进一步证实,拟南芥CRY基因介导蓝光可以引起一系列蛋白质表达的改变。我们的结果还首次发现了隐花素除在蓝光下外在红光下也具有调节控制蛋白质和基因表达的作用。研究得出了拟南芥隐花素基因影响蛋白质表达比较全面的差异蛋白质表达谱。这些为进一步分析拟南芥隐花素CRY的功能奠定了良好的基础。(本文来源于《湖南大学》期刊2007-11-10）
隐花素论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
分枝由腋芽发育而成,是植物地上部分重要的农艺形态特征。植物分枝的数目是由内生和外源环境共同作用于芽或成熟植株而决定。光在调控植物分枝发育中起重要作用。隐花素(Cryptochromes,CRYs)作为蓝光受体调节植物体内的多种光反应,介导蓝光调控基因的表达,从而调控植物光形态建成。然而,隐花素是否参与植物分枝发育调控尚不清楚。我们研究发现隐花素功能缺失突变体cry1出现多分枝表型,且通过杂交实验和互补实验证实cry1突变体的多分枝表型与CRY1蛋白缺失有关。进一步的遗传实验显示CRY1蛋白表达越高,植株分枝数目越少,表明CRY1蛋白对分枝发育起抑制作用。为寻找CRY1调控分枝发育的下游基因,我们分析了分枝发育相关基因的表达情况,结果发现PIF4基因转录水平在cry1突变体中显着升高;此外,通过分析pif突变体分枝表型发现其分枝数目比野生型有所减少。这些初步的结果暗示cry1突变体出现多分枝表型可能是由于CRY1蛋白缺失导致PIF4基因转录水平升高所致。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
隐花素论文参考文献
[1].王路尧.光调控对青蒿素合成途径的影响及青蒿蓝光受体隐花素（AaCRY1）的功能研究[D].上海交通大学.2017
[2].翟华伟.拟南芥隐花素调控分枝发育的功能研究[D].中国农业科学院.2016
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[4].唐冬英,赵小英,谢敏敏,廖晓英,李丽.隐花素在生长素调控拟南芥下胚轴伸长中的作用分析[J].生命科学研究.2014
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[6].杨粤军,李旭,李彦,郭新红.拟南芥野生型与隐花素突变体光调节的蛋白质鉴定与聚类分析(英文)[J].中国生物化学与分子生物学报.2012
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[9].杨粤军.拟南芥隐花素蛋白质组学研究[D].湖南大学.2007