粟酒裂殖酵母核糖体蛋白RPL32表达水平下降引发的无性絮凝作用及与有性絮凝作用的比较研究

摘要

我们实验室之前报道过粟酒裂殖酵母核糖体蛋白RPL32-2具有潜在的转录因子活性。在进一步研究RPL32-2功能时，发现RPL32蛋白基因敲除突变体rpl32-I△突变株和rpl32-2△突变株在营养丰富的YEPD液体培养基中培养会发生无性细胞絮凝作用，而基因回补的重组突变菌株rpl32-1△/RPL32-1突变株和rpl32-2A/RPL32-2突变株细胞絮凝作用消失。随机敲除核糖体蛋白rpl21-2、rpl9-2基因的酵母菌株也发生细胞凝絮作用，但是随机敲除非核糖体蛋白-甘露糖磷酸化甲脒基转移酶的编码基因mpg、2，6-二磷酸果糖二位磷酸酶的编码基因fbp的酵母菌株却没有发生细胞凝絮作用。
　　实时定量PCR结果显示，rpl32-1△突变株和rpl32-2△突变株无性絮凝细胞内总的rpl32(rpl32-1+rpl32-2)表达水平与未敲除野生型菌株相比分别减少了35.9％和46.9％，合成的核糖体总量较野生型菌株的细胞分别下降了35.2％和43.0％。在YEPM诱导培养基中产生有性絮凝的YHL6381/SP(h+/h-)细胞，和在非诱导培养基YEPD中未形成有性絮凝的单倍体细胞混合物相比，RPL32蛋白的表达水平在有性絮凝细胞中也下降了42.1％。
　　转录组学分析表明，有性絮凝细胞中，很多核糖体蛋白基因和核糖体合成蛋白基因表达水平下降，而核糖体合成抑制因子的基因表达水平上升，提示核糖体蛋白下降确实是有性絮凝作用发生的一个特征。另外无性絮凝细胞和有性絮凝细胞中都使用了因营养缺乏启动有性生殖过程的相关信号转导途径的一些调控因子，并上调细胞壁絮凝素基因的表达。因而我们提出，缺碳或氮饥饿的作用，就在于启动了核糖体蛋白合成的降低，当核糖体蛋白下降到一定阈值后，就会启动絮凝素的合成途径，导致细胞发生黏附作用，进行有性交配，形成子囊孢子，以渡过不良环境。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

一 裂殖酵母研究背景介绍

1 裂殖酵母的研究背景

2 和酿酒酵母的比较

3 裂殖酵母的生活史

4 裂殖酵母的研究优势

二 裂殖酵母的有性生殖和细胞絮凝

1 裂殖酵母有性生殖的分子机制

2 酵母细胞的粘附与絮凝

三 裂殖酵母的核糖体蛋白研究

1 酵母的核糖体功能

2 核糖体(RP，rRNA)编码基因的转录

3 核糖体损伤

4 核糖体蛋白参与的基因转录调控

四 本论文研究的目的和主要研究内容

第二章 核糖体蛋白RPL32表达水平不足引发的裂殖酵母无性絮凝现象及其分子机理的研究

第一节 RPL32编码基因敲除对裂殖酵母细胞核糖体的影响

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第二节 RPL32编码基因敲除对细胞生长和细胞形态的影响

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第三节 外源回补RPL32蛋白对基因敲除引起细胞絮凝的影响

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第四节 细胞内外源表达G418抗性蛋白对细胞形态的影响

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第五节 其他核糖体蛋白编码基因敲除对细胞形态的影响

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第六节 非核糖体蛋白编码基因敲除对细胞形态的影响

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第七节 诱导不同交配型单倍体裂殖酵母细胞交配的研究

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第八节 裂殖酵母无性絮凝和有性絮凝突变株的全基因转录水平分析

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第九节 本章小结

第三章 RPL32表达水平不足引发的无性絮凝细胞间相互作用机制的研究

第一节 絮凝细胞的亚显微结构观察

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第二节 絮凝细胞的细胞壁成分分析

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第三节 极端温度条件对细胞絮凝的影响

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第四节 EDTA和金属离子处理对细胞絮凝的影响

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第五节 糖溶液处理对细胞絮凝的影响

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第六节 酶处理对细胞絮凝的影响

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第七节 pH对细胞絮凝的影响

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第八节 本章小结

第四章 全文总结

参考文献

致谢