应用酵母双杂交系统研究野扁桃自交不亲和决定因子间的相互作用

摘要

野扁桃是一种野生珍稀濒危植物资源，我国仅在新疆有分布，具有基于S-RNase的配子体型自交不亲和性。野扁桃自交不亲和性相关基因虽然已经有一定研究，但所克隆基因多为片段，而且目前还没有野扁桃自交不亲和决定因子之间相互作用的报道。本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆野扁桃花粉自交不亲和决定因子编码基因SFB和花柱自交不亲和决定因子编码基因S-RNase，对所克隆基因及其编码蛋白进行生物信息学分析，并采用酵母双杂交系统鉴定野扁桃花粉自交不亲和决定因子SFB蛋白与花柱自交不亲和决定因子S-RNase蛋白之间的相互作用，以期为野扁桃自交不亲和性分子调控以及分子机制的进一步研究奠定基础。主要研究结果如下:
　　1.以野扁桃花药为试验材料，采用RT-PCR和RACE技术，克隆到两个SFB全长基因（花粉自交不亲和性特异性决定因子编码基因），分别命名为AlsSFB16，AlsSFB17。这两个基因均属于F-box基因家族，与李属其他多种植物的SLF/SFB基因的序列相似度均在88％以上，推导的氨基酸序列均具有F-box蛋白典型结构。AlsSFB16基因的开放阅读框长1146bp，编码一个由381个氨基酸组成的蛋白质;AlsSFB17基因的开放阅读框长1131bp，编码一个由376个氨基酸组成的蛋白质。经预测，AlsSFB16蛋白AlsSFB17蛋白都是略显亲水性、不稳定的细胞质蛋白，主要功能均可能为辅因子生物合成，能量代谢以及裂合酶。可根据所获基因及其编码蛋白的结构特点对野扁桃自交不亲和性进行分子调控。
　　2.以野扁桃花柱为试验材料，采用RT-PCR和RACE技术，克隆到两个S-RNase全长基因（花柱自交不亲和性特异性决定因子编码基因），分别命名为AlsS16-RNase，AlsS17-RNase，这两个基因均属于RNase T2基因家族，与李属其他多种植物的S-RNase基因的序列相似度为83％～98％，推导的氨基酸序列均具有S-RNase蛋白典型结构。AlsS16-RNase基因的开放阅读框长690bp，编码一个由229个氨基酸组成的蛋白质;AlsS17-RNase基因的开放阅读框长678bp，编码一个由225个氨基酸组成的蛋白质。经预测，AlsS16-RNase蛋白AlsS17-RNase蛋白都是亲水性不稳定的分泌蛋白，AlsS16-RNase蛋白的1-28位氨基酸和AlsS17-RNase的1-26位氨基酸预测为信号肽，主要功能均可能为水解酶和激素。可根据所获基因及其编码蛋白的结构特点对野扁桃自交不亲和性进行分子调控。
　　3.选取AlsSFB17基因，AlsS16-RNase基因和AlsS17-RNase基因，应用酵母双杂交系统对其编码蛋白之间的相互作用进行研究。结果表明AlsSFB17蛋白与AlsS16-RNase蛋白之间以及AlsSFB17蛋白与AlsS17-RNase蛋白之间均不存在相互作用，结合其他文章中的实验结果以及协同非我识别模型，我们认为不是任意一个S-RNase蛋白都与某一个SFB蛋白存在相互作用，AlsS16-RNase蛋白和AlsS17-RNase蛋白不在AlsSFB17蛋白的识别谱中，协同非我识别模型是目前最有说服力的关于基于S-RNase的自交不亲和性机制的分子机制模型。

目录

声明

论文说明

摘要

缩略词中英文对照

第1章 绪论

1．1 新疆野扁桃的资源概况

1．2 新疆野扁桃的研究概况

1．3 自交不亲和性分子机制研究进展

1．4 蛋白质与蛋白质间相互作用的研究进展

1．5 RACE技术

1．6 生物信息学研究进展

1．7 酵母双杂交技术

1．8 本研究的目的和意义

第2章 野扁桃自交不亲和SFB基因全长的克隆与序列分析

2．1 材料和方法

2．2 结果与分析

2．3 讨论

2．4 小结

第3章 野扁桃自交不亲和S-RNase基因全长的克隆与序列分析

3．1 材料和方法

3．2 结果与分析

3．3 讨论

3．4 小结

第4章 SFB蛋白与S-RNase蛋白之间相互作用的研究

4．1 材料与方法

4．2 结果与分析

4．3 讨论

4．4 小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

致谢

作者简介