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《内蒙古大学》 2018年
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拟南芥STT3B蛋白的生理功能研究

高天  
【摘要】:钙和铁是植物生长发育所必需的营养元素,在植物生长发育过程中起着重要的作用。生物体细胞中核糖体新合成的蛋白质生物分子大部分是没有活性的,需要经过一系列精确的翻译后修饰的加工,才能够成为有生物学功能的蛋白质生物分子。糖基化修饰是植物细胞中常见的翻译后修饰,寡糖基转移酶(oligosaccharyltransferase,OST)在糖基化修饰的过程中起着重要的作用。STT3B(staurosporin and temperature sensitive 3-like b)是寡糖基转移酶(OST)的活性亚基。近年来,关于STT3B基因的相关报道很少,主要集中在哺乳动物,在植物中的相关报道比较少。关于AtSTT3B蛋白在植物Ca~(2+)和Fe~(2+)依赖性生长方面的功能、植物响应盐胁迫过程中的功能及在植物体内确切的亚细胞定位尚未有报道。运用生物信息学方法对AtSTT3B基因及其编码蛋白质的氨基酸序列、理化性质、保守结构域和跨膜结构域等进行预测分析,系统地研究了AtSTT3B基因及其编码蛋白质的特征,为AtSTT3B生理功能的研究提供理论依据。以模式植物拟南芥为实验材料,对AtSTT3B在植物体内的生理功能进行了一系列研究。发现AtSTT3B特异性调节拟南芥Ca~(2+)依赖性和Fe~(2+)依赖性根的生长并在植物响应外界盐胁迫的过程中起着重要的作用。发现atstt3b突变体在糖基化抑制剂衣霉素的培养基上,叶的生长被显著抑制。为了研究At STT3B基因是否影响植物对Ca、Fe矿质元素的吸收和积累,通过电感耦合等离子体光谱仪(ICP)对植物中Ca、Fe的含量进行测定。发现AtSTT3B基因不参与植物对Ca、Fe矿质元素的吸收和积累。运用GUS组织化学染色法研究AtSTT3B启动子的组织特异性表达模式,发现AtSTT3B启动子在侧根生长部位及主叶脉有强活性。通过构建编码AtSTT3B和绿色荧光蛋白(GFP)的融合基因,并借助烟草瞬时转化表达体系,研究At STT3B蛋白的亚细胞定位,发现At STT3B定位在内质网。本研究用辣根过氧化物酶抗体和刀豆蛋白A检测生长在全营养培养基和低钙培养基上的Col、atstt3b的总蛋白N-糖基化程度,发现AtSTT3B在植物体内不参与调节蛋白N-糖基化过程以及低钙胁迫下蛋白N-糖基化过程。本研究用蛋白质二硫键异构酶抗体检测生长在全营养培养基和低钙培养基上的Col、atstt3b的蛋白质二硫键异构酶,发现植物体内蛋白质二硫键异构酶参与植物响应低钙胁迫,但AtSTT3B基因缺失对蛋白质二硫键异构酶参与植物响应低钙胁迫没有影响。综上所述,本论文以模式植物拟南芥为实验材料,研究了AtSTT3B蛋白在植物Ca~(2+)和Fe~(2+)依赖性生长方面的功能、植物响应盐胁迫过程中的功能及在植物体内确切的亚细胞定位,为完善AtSTT3B基因功能及发掘植物适应土壤钙和铁贫瘠及耐盐的基因提供了理论基础,有助于解决植物缺铁缺钙问题及培育耐盐植物,且有助于更好地揭示植物响应逆境胁迫的机制。
【学位授予单位】:内蒙古大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:Q946.1

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