19467.棉花ghserks基因的克隆及表達(dá)分析

1、分類號(hào)：Q786單位代碼：10758密級(jí)：公開學(xué)號(hào)：09020016碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文棉花棉花GhSERKs基因的克隆及表達(dá)分析基因的克隆及表達(dá)分析TheCloningExpressionAnalysisofGhSERKsGenefromCotton(GossypiumhirsutumL.)研究生姓名研究生姓名林芹導(dǎo)師姓名及職稱導(dǎo)師姓名及職稱郭三堆郭三堆研究員研究員合作導(dǎo)師姓名及職稱合作導(dǎo)師姓名及職稱張樺副教授副教授學(xué)位門類級(jí)別學(xué)

2、位門類級(jí)別理學(xué)碩士理學(xué)碩士專業(yè)名稱專業(yè)名稱生物化學(xué)與分子生物學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)研究方向研究方向植物基因工程植物基因工程所在學(xué)院所在學(xué)院農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)院新疆烏魯木齊二○一二年六月I棉花棉花GhSERKs基因的克隆及表達(dá)分析基因的克隆及表達(dá)分析摘要體細(xì)胞胚胎發(fā)生是在外界誘導(dǎo)的條件下，體細(xì)胞發(fā)生一系列的形態(tài)和生化改變形成體細(xì)胞胚的過程。體細(xì)胞胚胎發(fā)生的基礎(chǔ)是高等植物特有的細(xì)胞全能性，不同于合子胚，體細(xì)胞胚胎很容易操控，培養(yǎng)條件也可控制。有些

3、植物通過組培形成再生植株易且時(shí)間短，如水稻，煙草等；而有些植物通過組培形成再生植株難且時(shí)間長(zhǎng)，如棉花。如果能夠通過利用體胚發(fā)生相關(guān)基因，來提高植株的再生率和遺傳轉(zhuǎn)化率，縮短組培時(shí)間，那將能突破低轉(zhuǎn)化再生率植物的組培瓶頸，于是克隆GhSERK家族基因并了解其表達(dá)模式顯得極為重要。本論文由此開展如下工作：1.通過電子克隆和RACE技術(shù)，從棉花中克隆了四個(gè)GhSERK基因，GhSERK3的F為1863bp編碼620個(gè)氨基酸，分子量為68574

4、.3Da；GhSERK4的F為1836bp編碼611個(gè)氨基酸，分子量為67721.5Da；GhSERK5的F為1833bp編碼610個(gè)氨基酸，分子量為67608.2Da；GhSERKL1的F為1791bp編碼596個(gè)氨基酸，分子量為66033.8Da，且該基因存在可變剪接現(xiàn)象。2.生物信息學(xué)分析表明它們都是帶負(fù)電荷、水溶性、半衰期＞10的穩(wěn)定蛋白；4個(gè)基因都具有信號(hào)肽；均為膜蛋白；GhSERK3、GhSERK4和GhSERK5均為單次跨

5、膜，且具有植物類受體蛋白激酶的典型結(jié)構(gòu)，即胞外結(jié)構(gòu)域、單次跨膜域和胞內(nèi)激酶結(jié)構(gòu)域，而GhSERKL1跨膜兩次；這些基因普遍含有富含亮氨酸重復(fù)序列，蛋白激酶ATP結(jié)合位點(diǎn)，絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶活性位點(diǎn)，富脯氨酸區(qū)，蛋白激酶結(jié)構(gòu)域，屬植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生受體類蛋白激酶。聚類分析表明GhSERK1屬于擬南芥的SERK12亞家族，而GhSERK3、GhSERK4、GhSERK5和GhSERKL1屬于擬南芥的SERK345亞家族。3.表達(dá)譜分析表明

6、這些基因在不同胚珠和不同愈傷中均能表達(dá)，且在第三天和第六天的胚珠中表達(dá)量幾乎無變化，在第九天胚珠時(shí)，GhSERK1、GhSERK3、GhSERK4和GhSERK5表達(dá)量遠(yuǎn)高于第三天的表達(dá)量，而GhSERKL1在胚珠第十二天表達(dá)量最高。GhSERK1在胚性愈傷中的表達(dá)量遠(yuǎn)高于非胚性愈傷，GhSERK3、GhSERK5和GhSERKL1在胚性愈傷和非胚性愈傷中表達(dá)量幾乎無差別，而GhSERK4在非胚性愈傷中的的表達(dá)量高于胚性愈傷。據(jù)上述結(jié)果

7、推測(cè)GhSERK1、GhSERK3、GhSERK4和GhSERK5在球形胚中高效表達(dá)，而GhSERKL1在幼胚進(jìn)入心形期時(shí)高效表達(dá)；GhSERK1可能參與體細(xì)胞胚的發(fā)生過程，GhSERK3、GhSERK5和GhSERKL1可能不參與體細(xì)胞胚的發(fā)生過程；而GhSERK4可能在非胚性中起重要作用。綜上所述，本研究從棉花中克隆了GhSERK家族基因，分析了這些基因在不同胚珠和不同愈傷中的表達(dá)情況。為GhSERKs在棉花體胚發(fā)生中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)