收藏本站
《清华大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

棉花磷脂酶D基因家族的分子特征及其GhPLDα1功能分析

唐凯  
【摘要】:磷脂酶D(Phospholipase D,PLD)是植物体内最主要的一类磷脂水解酶,它可以特异性地催化磷脂分子末端的磷酸二酯键水解,产生磷脂酸和一个自由基团,如胆碱、乙胺醇等。植物PLD调节细胞膜脂质代谢,并参与生长发育和胁迫响应等多种生理过程。目前,棉花PLD基因家族组成和分子特征的研究尚无报道,其在纤维发育中的作用也未被揭示。本研究首次在全基因组水平上解析了棉花PLD基因家族,并对其重要成员GhPLDα1在纤维细胞次生壁增厚中的作用进行了分析。首先,本研究从陆地棉(Gossypium hirsutum)、雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii)和亚洲棉(Gossypium arboreum)中分别鉴定到40、20和19个PLD基因(GhPLD、Gr PLD和GaPLD)。系统进化树分析表明,这些PLD基因可被分为α、β/γ、δ、ε、ζ和φ等6个不均等的亚组。同一亚组的棉花PLD基因具有相似的内含子-外显子组成,其氨基酸序列具有相同的功能结构域组成并含有亚组特异性的保守氨基酸位点。三种棉花PLD基因家族扩张过程中共发生了16次基因片段复制事件和3次基因串联复制事件,所有复制形成的基因都经历了强烈的纯化选择作用,这增加了基因家族的功能冗余性。然后,本研究对GhPLD基因家族各成员在陆地棉中的时空表达模式进行了分析。不同GhPLD在棉花各组织和纤维发育过程中的表达模式不同,其中GhPLDα1A/D在纤维中表达量最高,在次生壁增厚初期(开花后20天)存在一个表达峰,暗示其在纤维细胞次生壁增厚过程中发挥重要作用。最后,本研究对GhPLDα1进行了克隆和功能分析。GhPLDα1蛋白分布于细胞质和细胞膜中,并具有典型植物PLDα的酶学活性,即PIP_2非依赖性的磷脂水解活性。在棉花纤维发育过程中,纤维细胞内的PLDα活性、H_2O_2水平以及纤维素含量的变化趋势极为同步,均在次生壁增厚初期(开花后20天)达到峰值。体外抑制PLDα活性可以明显降低棉花纤维细胞内H_2O_2水平和纤维素含量。过表达GhPLDα1后,转基因拟南芥叶片中ABA诱导的H_2O_2水平显著升高。据此,本研究推测在棉花纤维细胞次生壁增厚初期,GhPLDα1参与调节持续性的H_2O_2水平升高,高浓度H_2O_2可以提高纤维素合酶复合体的稳定性,从而促进纤维素大量合成。本研究为揭示PLD在棉花纤维发育中的作用做出了贡献,并为解析纤维细胞次生壁增厚过程提供了新的理论依据。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S562;Q943.2

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李维琳;磷脂酶A_2的应用[J];生命的化学;2002年01期
2 袁海英,陈力耕,何新华,李素芳;磷脂酶D在果实发育和成熟过程中的作用[J];园艺学报;2005年05期
3 李军红;姜绍通;操丽丽;石婷;高媛;;磷脂酶产生菌株的筛选及其性质研究[J];食品科学;2008年11期
4 许媛媛;叶波平;;分泌型磷脂酶A_2-Ⅻ的研究进展[J];药物生物技术;2011年03期
5 王康,李关荣;磷脂酶D对水稻种子萌发及幼苗生长的研究[J];西南农业大学学报;1990年01期
6 柴敏强,陈军松,宋建国;佛波酯诱导一种新的磷脂酶D酶解产物的生成[J];生物化学与生物物理学报;2001年04期
7 刘丽荣;夏时海;;磷脂酶C结构及活化机制的研究进展[J];武警医学院学报;2006年02期
8 卢冬梅;吴英松;解桂秋;高仁钧;王智;曹淑桂;冯雁;;Aeropyrum pernix K_1磷脂酶A_2的克隆、表达及其性质[J];微生物学通报;2006年05期
9 王常高;刘彦昌;干信;陈涛;;Bacillus Mycoides磷脂酶C部分特性研究[J];化学与生物工程;2007年07期
10 曹栋;史苏佳;章永刚;冒小兵;;磷脂酶D及非水相应用进展[J];食品工业科技;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苏英;李春阳;;敏感和耐药白念珠菌磷脂酶活力与其毒力关系的研究[A];2007中华医学会第二次医学真菌学术会议暨医学真菌实验室研究技术新进展学习班论文汇编[C];2007年
2 王锦群;苏秀容;黄守坚;;眼镜蛇磷脂酶A2抗小脑颗粒神经元凋亡与酶活性关系[A];第八届中国生物毒素学术研讨会论文摘要[C];2007年
3 林文珍;王秋雁;舒雨雁;;广西眼镜王蛇毒磷脂酶A_2的研究[A];中国生物化学与分子生物学会第八届会员代表大会暨全国学术会议论文摘要集[C];2001年
4 白晶;安学勤;朱银燕;;模拟胆汁中磷脂酶A_2活性及其影响因素[A];中国化学会第26届学术年会胶体与界面化学分会场论文集[C];2008年
5 李海珍;李斌;张丽君;杨艳燕;李顺意;;竹叶青蛇毒磷脂酶A_2的克隆与表达[A];第十届全国酶学学术讨论会论文集[C];2011年
6 李艳军;刘娟;刘雁勇;刘威;董之海;;蛇磷脂酶A_2抑制剂的研究概况[A];第七届全国酶学学术讨论会论文摘要集[C];2004年
7 袁海英;陈力耕;李疆;;植物磷脂酶D的分子生物学特性[A];2005年全国学术年会农业分会场论文专集[C];2005年
8 韩黎;吴桂芝;朱士俊;殷伟;吴旭琴;陈世平;;重组人磷脂酶D1腺病毒表达载体的构建与表达[A];中华医院管理学会第十二届全国医院感染管理学术年会论文汇编[C];2005年
9 王克刚;;磷脂酶A_2在肺挫伤后肺水肿中的作用[A];中华医学会急诊医学学会第六次全国急诊医学学术会议论文汇编[C];1996年
10 苗俊英;张红卫;韩贻仁;;两种磷脂酶C在血管内皮细胞凋亡中的作用[A];中国细胞生物学学会第七次会议论文摘要汇编[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 唐凯;棉花磷脂酶D基因家族的分子特征及其GhPLDα1功能分析[D];清华大学;2017年
2 王道营;肌内磷脂酶在传统板鸭加工中对磷脂的降解作用研究[D];南京农业大学;2014年
3 赵晟;分泌型磷酯酶A_2及神经酰胺诱导的细胞程序化死亡及其相关的信号传导途径[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2002年
4 占剑峰;磷脂酶A1的发酵制备、分离纯化及催化特性的研究[D];合肥工业大学;2013年
5 李清源;甘蓝型油菜Bna.TTG2基因家族功能分析[D];华中农业大学;2014年
6 吕美玲;甘蓝和白菜PG基因家族成员的比较BoMF25和BcMF26的功能鉴定[D];浙江大学;2015年
7 陈雅琼;烟草腋芽发育相关基因的克隆与功能分析[D];中国农业科学院;2015年
8 王洁;植物MAPK级联途径基因家族的进化分析及番茄SlMPK13的功能鉴定[D];浙江大学;2015年
9 张冲;甜瓜脂氧合酶基因家族成员鉴定、表达调控及CmLOX8在果实香气合成中的作用[D];沈阳农业大学;2016年
10 陈伟兴;鲤钙蛋白酶基因家族克隆表达及与肌肉质构相关性研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 詹逸舒;产磷脂酶C菌株的筛选及其酶学性质的研究[D];湖南农业大学;2010年
2 高林;磷脂酶C高产菌株的筛选、鉴定和培养条件的优化研究[D];安徽农业大学;2007年
3 李响;磷脂酶A_1的固定化及其催化合成DHA/EPA型磷脂的研究[D];华南理工大学;2015年
4 肖靖;猪胰腺磷脂酶A_2在无孢黑曲霉SH-2中表达研究[D];华南理工大学;2015年
5 吴莹;血清脂蛋白相关磷脂酶A2在冠心病患者中的水平及其临床意义[D];宁夏医科大学;2015年
6 张爽;粘质沙雷氏菌磷脂酶A1辅助蛋白PlaS功能特性研究[D];安徽工程大学;2015年
7 杨洪;海蜇毒素磷脂酶A_2和穿孔蛋白基因的克隆与表达[D];上海海洋大学;2015年
8 陈环;粘质沙雷氏菌磷脂酶A1表达系统的优化[D];安徽工程大学;2015年
9 崔占前;脂蛋白相关性磷脂酶A2在冠心病及房颤患者中的价值[D];天津医科大学;2015年
10 任洁;分泌型磷脂酶A2基因多态性与冠心病遗传易感性的研究[D];蚌埠医学院;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026