甘蓝过氧化物酶基因的克隆及表达分析.docxVIP

摘要

甘蓝（BrassicaoleraceaL.var.capitataL.）十字花科芸薹属，典型的异花传粉植物。诸多学者经研究表明花粉败育的主要原因之一是绒毡层细胞的发育异常，绒毡层细胞降解的提前或者延迟都可导致雄性不育，花粉败育属于雄性不育的表现特征。同时也有研究表明过氧化物酶是影响绒毡层发育的一个重要因素。为了系统性的了解过氧化物酶基因在结球甘蓝的作用机制，以及系统结构和表达特点，本试验以结球甘蓝为研究对象，通过RT-PCR扩增出过氧化物酶基因；再通过生物信息学分析其结构和蛋白功能；构建过氧化物酶基因的亚细胞定位重组质粒为后期该基因的深度研究提供理论依据。研究结果表明，通过PT-PCR扩增出984bp的BoPOD基因的CDS区。对该基因进行生物信息学分析结果表明，BoPOD蛋白为亲水性稳定蛋白，由327个氨基酸残基组成，含有Peroxidase结构域同时具有丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸磷酸化位点以及多个特异性激酶磷酸化位点，无信号肽。通过同源氨基酸序列比对和构建系统发育树发现结球甘蓝与甘蓝变种和欧洲油菜有很高的同源性。进行亚细胞定位预测该蛋白在胞外，可能属于分泌蛋白。表达分析得出，BoPOD基因在甘蓝组织花中具有高表达量，在可育与不育甘蓝的发育阶段中，不同的发育阶段和可育与不育对比均有不同的表达量。并成功构建重组载体。本研究为该基因在甘蓝雄性不育的分子调控机理中的功能及调控作用研究提供了理论依据。

关键词：结球甘蓝；过氧化物酶；雄性不育；生物信息学

Abstract

BrassicaoleraceaL.var.capitataL.isagenusofbrassicainthecruciferousfamily,typicalofcross-pollinatingplants.Manyscholarshaveshownthatoneofthemaincausesofpollensterilizationistheabnormaldevelopmentofchorionyfeltlayercells,andtheearlyordelayeddegradationofchorionyfeltlayercellscanleadtomaleinfertility,andpollensepticisamanifestationcharacteristicofmaleinfertility.Atthesametime,studieshavealsoshownthatperoxidaseisanimportantfactoraffectingthedevelopmentofthevelvetfeltlayer.Inordertosystematicallyunderstandthemechanismofactionofperoxidasegeneincabbage,aswellasthesystemstructureandexpressioncharacteristics,thisexperimentamplifiedperoxidasegenebyRT-PCRwithkaleastheresearchobject.Itsstructureandproteinfunctionwerethenanalyzedbybioinformatics;Theconstructionofsubcellularlocalizationrecombinantplasmidsofperoxidasegeneprovidesatheoreticalbasisforthein-depthstudyofthisgeneinthelaterstage.TheresultsshowedthattheCDSregionoftheBoPODgeneof984bpwasamplifiedbyPT-PCR.BioinformaticsanalysisofthegeneshowedthatBoPODproteinwasahydrophilicstableproteincomposedof327aminoacidresidues,containingPeroxidasedomains,withserine,threonineandtyrosinephosphorylat