玉米幼苗水分胁迫诱导基因ZmCIPK1的克隆与功能分析

摘要

在高等植物体内存在一类类似于酵母和动物体内钙调磷酸酶B的蛋白，简称CBL，它的靶蛋白是一类具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的蛋白，被称为CIPK(CBL-interactingproteinkinase)。最近的研究表明，CBLs与CIPKs家族可能在植物对逆境应答的信号转导过程中起重要作用。在我们实验室前期工作中，发现了一个受水分胁迫诱导表达的CIPK基因，暂时命名为ZmCIPK1，为了更好的理解ZmCIPK1在逆境应答中的作用，我们首先利用RACE和RT-PCR方法克隆到ZmCIPK1基因，扩增cDNA全长为1652bp，5'端非翻译区36bp，编码区1416bp，3'端非翻译区200bp，推测ZmCIPK1编码471个氨基酸，分子量为51KDa。利用生物信息学技术对ZmCIPK1氨基酸序列分析发现ZmCIPK1蛋白N端22-282位是蛋白激酶区，其中22-113位是酪氨酸激酶区，C端是含有NAF结构域和PPI结构域的激酶调控区。亚细胞定位预测表明该蛋白可能是一个质膜蛋白。Southern吸印/杂交表明ZmCIPK1在玉米基因组中以两个copy形式存在。Northern吸印/杂交结果表明干旱、ABA、高盐等逆境都诱导了ZmCIPK1表达量增加，而低温条件下ZmCIPK1表达量没有变化。植物在长期的进化过程中形成了一套非常完善的适应不良环境的机制，同一信号刺激能引发不同的信号传递途径，各信号途径之间存在复杂的交叉转导作用，所以在现有研究基础上彻底弄清CBLs与CIPKs之间的相互关系，对于揭示植物逆境信息传递机制具有重要意义。

目录

文摘

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第一章文献综述

1.前言

2.植物水分胁迫的分子生物学机制及玉米抗旱研究现状

3.蛋白激酶的研究现状

3.1蛋白激酶的分类

3.2蛋白激酶的结构

3.3蛋白激酶的定位

3.4蛋白激酶的活性调节

3.5蛋白激酶的生物学功能

4.CBL/CIPK的研究现状

4.1 CBL/CIPK信号网络系统中的两个重要成份

4.2 CBL/CIPK亚细胞定位

4.3 CBL/CIPK信号网络系统作用模式及其特征

5.本研究的目的和意义

第二章ZmCIPK1基因的克隆与分析

第一节ZmCIPK1基因的克隆

1.引言

2.材料与方法

3.结果与分析

4.讨论

第二节ZmCIPK1在基因组中拷贝数分析及在不同逆境下表达量分析

1.引言

2.材料与方法

3.结果与分析

4.讨论

第三章ZmCIPK1转化拟南芥

第一节ZmCIPK1转化拟南芥SOS2突变体实验

1.引言

2.材料与方法

3.结果与分析

4.讨论

第二节ZmCIPK1转化野生型拟南芥

1.引言

2.材料与方法

3.结果与分析

4.讨论

第四章ZmCIPK1蛋白的原核表达及可溶性分析

1.材料

1.1菌株与质粒

1.2酶、生化试剂及引物合成

1.3蛋白质SDS-PAGE电泳需用试剂

2.方法

2.1表达载体的构建

2.2表达蛋白的诱导

2.3表达蛋白的检测

2.4表达蛋白的可溶性分析

3.结果与分析

3.1原核表达载体的构建策略

3.2蛋白的诱导表达

3.3表达蛋白的可溶性分析

4.讨论

第五章小结

参考文献

致谢