水稻VDAC和ANT基因家族表达研究

水稻VDAC和ANT基因家族表达研究

论文摘要

本研究对研究室前期预测的潜在的水稻8个vdac位点和3个ant位点的定位进行验证,在此基础上研究定位的vdac和ant基因在粳稻品种日本晴、籼稻同核异质系YTA和YTB中的表达,及vdac和ant基因在野生稻和栽培稻(非洲栽培稻、斑点野生稻、非洲野生稻、药用野生稻、高杆野生稻、宽叶野生稻、日本晴、红莲型水稻YTA、红莲型水稻YTB)中的分布,主要取得了以下结果:(1)验证了预测的vdac和ant潜在的基因位点的正确性以本研究室通过生物信息学手段预测的水稻vdac和ant基因位点为基础,根据水稻日本晴基因组序列,设计扩增目的基因的特异引物;通过对水稻日本晴基因组DNA的PCR扩增和目的片段的克隆测序,验证了预测的水稻vdac和ant基因位点的正确性。(2) vdac和ant在日本晴、YTA、YTB幼苗中的表达分析:RT-PCR分析表明,所有预测的8个vdac和3个ant基因在粳稻品种日本晴及籼稻同核异质系YTA和YTB幼苗的根、茎、叶中均表达。实时荧光定量PCR对vdac和ant基因成员在日本晴、YTA和YTB幼苗的根、茎、叶中的表达差异进行了初步分析,结果表明,在3个ant基因中,ant1, ant2的表达高,而ant3表达很低。在8个vdac中vdac8表达最高,vdac1, 2, 7表达也较高,而vdac3, vdac5表达很低。vdac和ant基因家族各成员在不同品种幼苗根、茎和叶中的表达模式不同。粳稻(日本晴)与籼稻(YTA和YTB)之间的表达差异大于籼稻内不同品种之间的差异。同核异质系YTA和YTB幼苗中表达模式的差异可能与不同细胞质对核基因的表达调控有关。(3) vdac、ant基因家族在O. officinalis相似群中的分布:分别以O. officinalis相似群的6个不同野生稻种(BB、CC、BBCC及CCDD基因组)和2个栽培稻种(AA基因组,1个非洲栽培稻品种和3个亚洲栽培稻品种)的基因组DNA为模板扩增vdac和ant基因特异片段。所有特异引物均能扩增出预期大小的特异条带,但不同在供试材料中基因组之间扩增出vdac、ant家族成员的数目具有一定的差异。AA、BB、CC基因组具有vdac1、4、7、8和ant1引物的扩增位点,而DD基因组则不能确定。只有AA基因组具有vdac6引物的扩增位点。ant3在所有栽培稻及二倍体斑点野生稻(BB)中能扩增出特异条带。基因组AA、BB、DD具有vdac2引物的扩增位点。在具有CCDD基因组的高秆野生稻中能扩增出vdac5和ant2的特异片段,但在具有CCDD基因组的宽叶野生稻(CCDD)中未能扩增出vdac5和ant2的特异片段,这暗示来源于拉丁美洲的多年生高秆野生稻和宽叶野生稻稻种之间的存在明显差异。本研究对预测的8个潜在的水稻vdac位点和3个ant位点的验证,为克隆其中重要的一些基因提供了依据;对这些基因的表达分析为其功能研究奠定了一定的基础;对vdac、ant基因家族在稻属O. officinalis相似群中的分布的分析,为研究水稻vdac和ant基因家族成员之间的进化关系提供了佐证。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 VDAC 基因的表达及其功能
  • 1.1.1 VDAC 的结构
  • 1.1.2 VDAC 基因的表达
  • 1.1.3 VDAC 在细胞内的定位及生理功能
  • 1.1.4 VDAC 在细胞凋亡中的作用
  • 1.2 ANT 基因的表达及其功能
  • 1.2.1 ANT 的结构
  • 1.2.2 ANT 基因的表达
  • 1.2.3 ANT 在细胞内的定位与生理功能
  • 1.2.4 ANT 在MPT 以及细胞死亡中的作用
  • 1.3 水稻VDAC 和ANT 基因的研究
  • 1.4 本研究的主要内容和意义
  • 第二章 水稻VDAC 和ANT 基因家族的基因组水平验证
  • 2.1 引言
  • 2.2 材料和方法
  • 2.2.1 仪器、试剂
  • 2.2.2 材料
  • 2.3 实验技术路线
  • 2.4 实验方法
  • 2.4.1 CTAB 法小量快速提取水稻基因组DNA
  • 2.4.2 目的片段的PCR 扩增
  • 2.4.3 目的片段的回收
  • 2.4.4 目的片段与载体的连接
  • 2.4.5 氯化钙法制备感受态细胞及转化质粒
  • 2.4.6 碱裂解法小量制备质粒DNA
  • 2.4.7 PCR 法鉴定阳性克隆
  • 2.5 结果与分析
  • 2.5.1 水稻日本晴基因组DNA 提取
  • 2.5.2 目的片段的PCR 扩增及克隆测序
  • 第三章 VDAC、ANT 基因家族的表达分析
  • 3.1 引言
  • 3.2 材料和方法
  • 3.2.1 仪器、试剂
  • 3.2.2 材料
  • 3.3 实验方法
  • 3.3.1 器皿的除RNA 酶处理
  • 3.3.2 Trizol 法植物总RNA 的提取及检测
  • 3.3.3 反转录cDNA 第一链的合成
  • 3.3.4 cDNA 的PCR 扩增
  • 3.3.5 克隆及测序
  • 3.3.6 实时荧光定量PCR
  • 3.4 结果与分析
  • 3.4.1 cDNA 的质量鉴定
  • 3.4.2 目的片段的PCR 扩增及克隆测序
  • 3.4.3 苗期VDAC、ANT 基因的表达模式
  • 3.4.4 ant 基因家族成员的表达模式分析
  • 3.4.5 vdac 基因家族成员的表达模式分析
  • 第四章 VDAC、ANT 基因家族在栽培稻与O. OFFICINALIS 相似群野生稻基因组中的分布
  • 4.1 引言
  • 4.2 材料及方法
  • 4.2.1 仪器、试剂
  • 4.2.2 材料
  • 4.3 实验方法
  • 4.4 结果与分析
  • 4.4.1 结果
  • 4.4.2 讨论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录
  • 相关论文文献

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