收藏本站
《中国科学院研究生院(上海生命科学研究院)》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

人参液泡膜水孔蛋白基因PgTIP1的克隆和功能研究

蔺五玲  
【摘要】: 水孔蛋白属于主要膜内蛋白家族,是一种水分跨膜运输的功能性的通道蛋白。植物细胞的生长、发育与细胞内的水分状况密切相关,在生长发育过程中不同水孔蛋白在时空上的特异表达表明它们参与了植物生理活动的方方面面。植物组织在体外培养过程中会出现失去对外源激素的依赖性形成激素驯化细胞的现象,但目前为止激素驯化的生理机制尚未被揭示。我们在研究激素驯化人参细胞的生长机理时首次发现并克隆了在驯化细胞中特异表达的人参液泡膜水孔蛋白基因PgTIP1,并对它的生理功能进行了研究。本论文的工作分两部分,第一部分是激素驯化人参细胞系的建立,第二部分是人参液泡膜水孔蛋白基因PgTIP1的克隆和功能研究。 激素驯化是指体外培养的植物细胞失去对外源生长因子需要的稳定的可遗传的特征,这种现象在胡萝卜、烟草、马铃薯、甜菜、大豆等多种植物中有过报道。我们从依赖外源生长素和细胞分裂素培养的人参细胞系出发,通过驯化、筛选获得了不依赖任何外源激素培养的细胞系,并且细胞的生长状态和生长速度与激素依赖细胞系相似。通过扫描电镜进行的细胞形态观察结果也表明两类细胞的形态和大小均无明显差异。人参总皂甙含量的测定结果显示激素驯化人参细胞系的皂甙含量高于激素依赖细胞系,同时,反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)的结果进一步证明了皂甙合成关键酶鲨烯合成酶(SQS)和鲨烯环氧酶(SQE)基因在激素驯化人参细胞中的表达高于激素依赖的人参细胞,暗示了激素驯化人参细胞系可能具有更强的皂甙合成能力。由于外源施加的激素类物质会在一定程度上给培养物带来毒副作用,因此培养激素驯化细胞对植物细胞工程的研究和发展具有重要的意义。 通过抑制差减杂交和cDNA文库的筛选,我们发现并克隆了激素驯化人参细胞系中特异表达的液泡膜水孔蛋白基因PgTIP1。以激素驯化人参悬浮细胞为材料,对施加外源KT(0.25 mg l~(-1))和2,4-D(1.5 mg l~(-1))处理时PgTIP1的表达变化作检测,实时(Realtime)荧光RT-PCR的结果表明,KT能够显著上调PgTIP1的表达,而2,4-D处理则抑制了PgTIP1的表达,二者共同作用时PgTIP1表达也明显受到了抑制,以上结果无论是在对植物细胞激素驯化机理的探讨中还是在对水孔蛋白的研究中都是没有报导过的。由于PgTIP1是首次克隆到的人参水孔蛋白基因,我们还从生物信息学和体外功能验证上对其进行了进一步确认。PgTIP1的序列分析和结构预测结果均表明它具有水孔蛋白的特征性序列和结构,爪蟾卵母细胞表达实验也证明了PgTIP1是一个功能性的水孔蛋白。将PgTIP1与GFP融合表达对其进行的定位分析表明它主要定位于液泡膜上。由于PgTIP1特异表达于不依赖外源激素培养的细胞中,我们推测它极有可能参与了植物细胞的生长发育。通过在拟南芥中过量表达人参液泡膜水孔蛋白基因PgTIP1,我们对它的生理功能作了初步研究。结果表明,过表达PgTIP1拟南芥的早期生长发育速度快于野生型拟南芥,主要表现在根的长度增加、叶细胞变大及开花时间早于野生型对照。另外,过表达PgTIP1拟南芥的种子大小和重量都高于野生型拟南芥种子,同时,种子中的脂肪酸含量达到了野生型的1.85倍。以上结果表明PgTIP1不仅能够促进细胞的生长,而且还可能在植物种子中的物质储藏和脂类代谢中起作用。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(上海生命科学研究院)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:Q943

免费申请
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李新兰,朱蔚华;微量元素对人参愈伤组织生长和皂甙含量的影响[J];中药材;1993年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于秋菊,吴锜,林忠平,李景富;植物水孔蛋白研究进展[J];北京大学学报(自然科学版);2002年06期
2 周洪澜,那万里,王伟华,崔成国,邢广君;人参提取液在离体肾脏低温灌注与保存中的作用[J];白求恩医科大学学报;2001年02期
3 朴希璥;高学敏;;中韩人参栽培技术与管理学的比较研究[J];中华中医药杂志;2006年04期
4 裴印权,温淑荣,王晓阳,贺师鹏,魏莫愁;人参地上部分总皂甙的强心作用研究[J];北京大学学报(医学版);1986年02期
5 雷东锋,李剑君,张宴,白西元,王晨,赵文明;果实成熟过程相关调控基因研究进展[J];西北植物学报;2000年01期
6 白登忠,邓西平,黄明丽;水分在植物体内的传输与调控[J];西北植物学报;2003年09期
7 沈玉芳,曲东,王保莉;干旱低磷胁迫对不同品种小麦根系导水率的影响[J];西北植物学报;2004年09期
8 吴华清,张绍铃,王洪涛,屈海泳,刘招龙;高等植物自花花粉的识别与拒绝(英文)[J];西北植物学报;2005年03期
9 王凤华,赖钟雄,陈桂信,吕柳新,郑金贵;果树DNA分子标记及基因工程若干研究进展[J];福建农业大学学报;2001年02期
10 单雷;赵双宜;夏光敏;;植物耐盐相关基因及其耐盐机制研究进展[J];分子植物育种;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 王海光;李自超;;植物干旱胁迫应答基因及其产物研究进展[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
2 管清美;马锋旺;程顺昌;;反义RNA技术在园艺植物基因工程中的应用[A];中国园艺学会第六届青年学术讨论会论文集[C];2004年
3 Xiao-Qun Wang,Wei-Hui Xu,Li-Geng Ma,Zhi-Ming Fu,Xing-Wang Deng,Jia-Yang Li and Yong-Hong Wang State Key Laboratory of Plant Genomics and National Center for Plant Gene Research,Institute of Genetics and Developmental Biology,the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101,China Peking-Yale Joint Center of Plant Molecular Genetics and Agrobiotechnology,College of Life Sciences,Peking University,Beijing 100871,China National Institute of Biological Sciences,Zhongguancun Biological Science Park,Beijing 102206,China;Requirement of KNAT1/BP for the Development of Abscission Zones in Arabidopsis thaliana[A];第四届拟南芥学术研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 阮松林;种子引发和包衣对水稻种子发芽和幼苗耐逆性的生理效应[D];浙江大学;2001年
2 张岁岐;根冠关系对作物水分利用的调控[D];西北农林科技大学;2001年
3 刘晚苟;不同土壤水分条件下容重对玉米生长和水分利用的调控[D];西北农林科技大学;2001年
4 李秧秧;土壤—植物系统水分关系的试验研究[D];西北农林科技大学;2001年
5 于秋菊;油菜质膜水孔蛋白BnPIP1基因的功能分析及其上游调控区的研究[D];东北农业大学;2002年
6 阳文龙;牛耳草光合作用的脱水保护和复苏机理[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2002年
7 杨玲;水分亏缺条件下旱稻根系发生发育及相关基因的表达分析[D];浙江大学;2003年
8 王凤华;龙眼体细胞胚胎发生过程中的基因差别表达[D];福建农林大学;2003年
9 王子成;柑橘种质资源离体保存研究[D];华中农业大学;2003年
10 周亦红;褐飞虱生物型的研究[D];南京农业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 战祥强;利用DDRT-PCR技术鉴定和克隆盐生植物补血草(Limonium sinense O)耐盐相关基因[D];山东师范大学;2000年
2 邱念伟;不同类型盐生植物叶片Na~+区域化作用机理的比较研究[D];山东师范大学;2001年
3 曹晓燕;龙爪槐和毛刺槐组织培养的研究[D];陕西师范大学;2002年
4 张彦桃;耐盐基因(mtlD)转化旱稻研究[D];新疆农业大学;2002年
5 张军锋;小麦水孔蛋白基因(aqp)克隆及其表达的初步研究[D];西北农林科技大学;2002年
6 刘华;盐地碱蓬SsPIP基因的分子克隆及在盐胁迫下的表达特性分析与大豆遗传转化系统的建立[D];山东师范大学;2003年
7 李昌禹;人参发根诱导及高产发根无性系的筛选研究[D];中国农业科学院;2003年
8 齐小强;野大麦盐胁迫诱导基因的克隆及功能分析[D];中国农业科学院;2003年
9 荆艳东;人参生长发育规律及皂苷积累环境条件的研究[D];吉林农业大学;2003年
10 王生毅;干旱胁迫对番茄根系水导的影响及液泡膜水通道蛋白表达量检测研究[D];西北农林科技大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李训贞;;植物花粉萌发与激素关系的研究[J];湖南师范大学自然科学学报;1990年03期
2 余芳,左德远,孙大业;愈伤组织形成过程中钙离子与激素诱导效应的关系[J];实验生物学报;1991年04期
3 陈以峰,周燮;植物激素结合蛋白的受体功能研究进展[J];生命科学;1996年01期
4 孟颂东,关桂兰,王卫平,陈理,杨玉锁;根际微生物产生的植物激素对小麦生长的作用(简报)[J];植物生理学通讯;1998年06期
5 江海亮;应丽艳;王强;沈昊宇;应敏;曾甜甜;;离子液体作添加剂对高效液相色谱分离植物激素的影响[J];分析化学;2007年09期
6 白玉;杜甫佑;刘虎威;;植物激素检测技术研究进展[J];生命科学;2010年01期
7 ;植物激素的生物鉴定法[J];生命世界;1978年02期
8 芦翠乔;;加拿大李宗霆博士在郑州讲学[J];植物生理学通讯;1990年02期
9 侯和胜,吴超元;藻类中植物激素的研究进展[J];海洋科学集刊;1998年00期
10 李太盛;多胺与植物激素(综述)[J];亚热带植物通讯;1999年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱蠡庆;王伯初;时兰春;龚伟;;植物细胞防御反应中的应力刺激与植物激素交互作用研究[A];第九届全国生物力学学术会议论文汇编[C];2009年
2 高国训;;蔬菜雄性不育和植物激素的关系[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
3 杨和生;杨秀珍;许衡;;3种植物激素对猪笼草扦插的影响[A];2007年中国园艺学会观赏园艺专业委员会年会论文集[C];2007年
4 徐年军;邵旻玮;蔡西栗;;海藻中几种逆境相关植物激素的GC-MS检测方法[A];2010年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2011年
5 肖尊安;;试管苗生根的研究[A];植物组织培养与脱毒快繁技术——全国植物组培、脱毒快繁及工厂化生产技术学术研讨会论文集[C];2001年
6 孙大业;;细胞质外体及其信号分子在植物发育中的作用[A];2005年全国植物生长物质研讨会论文摘要汇编[C];2005年
7 张文君;杨春华;刘帆;陈灵鸷;刘志波;;不同激素配比对草地早熟禾愈伤组织形成的影响[A];中国草学会牧草育种委员会第七届代表大会论文集[C];2009年
8 洪艳云;萧浪涛;;免疫PCR技术在激素受体蛋白定量中应用前景的分析[A];2007年全国植物生长物质研讨会论文摘要汇编[C];2007年
9 徐仰仓;施定基;;液体培养下植物激素对发状念珠藻体内黄酮含量的影响[A];中国海洋湖沼学会藻类学分会第七届会员大会暨第十四次学术讨论会论文摘要集[C];2007年
10 韩晔华;周志贵;廖一平;白玉;刘虎威;;植物激素茉莉酸的手性分离及LC/Q-TOF-MS在线检测[A];全国生物医药色谱学术交流会(2010景德镇)论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 史晓菲;植物激素使用亟待规范[N];消费日报;2011年
2 国屏 丁云;专家为植物激素“正名”[N];扬州日报;2011年
3 市农业科学研究所 刘继瑞;科学看待植物激素[N];安康日报;2011年
4 李山;两重要植物激素间也有协同作用[N];科技日报;2010年
5 黄再元;植物激素的类型及使用(上)[N];中国花卉报;2003年
6 记者 王艳红;能抗癌的植物激素被发现[N];新华每日电讯;2001年
7 黎彬;植物激素能增强癌症光疗效果[N];中国医药报;2003年
8 江苏涟水县食品药品监督管理局 刘远江;应加强植物激素的监管[N];中国医药报;2006年
9 李川豫 李恒 牛汝花;对号入座选用植物激素[N];农民日报;2002年
10 黄再元;植物激素的类型及使用(下)[N];中国花卉报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蔺五玲;人参液泡膜水孔蛋白基因PgTIP1的克隆和功能研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2006年
2 崔香环;蚕豆类水孔蛋白基因的克隆、表达分析及其在气孔运动中的作用[D];中国农业大学;2005年
3 孙梅好;植物水孔蛋白的功能研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2004年
4 赵洪伟;植物激素对口腔鳞癌诱导分化作用的实验研究[D];四川大学;2005年
5 宋平;水稻矮生性和开花的植物激素调控[D];南京农业大学;2000年
6 董玉芝;渗透胁迫下白花柽柳SSH文库构建及质膜水孔蛋白基因克隆[D];东北林业大学;2006年
7 刘红艳;水稻水孔蛋白与钾通道协同调控及参与种子萌发[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2006年
8 连红莉;响应水分胁迫的稻水孔蛋白[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2006年
9 王友华;侧根原基发生相关基因NAC1激素作用特征及RSI-1功能初步研究[D];中国农业大学;2005年
10 余歆;水孔蛋白与植物对干旱和低温胁迫响应关系的研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱瑛;佛手瓜采后生理及种子休眠特性研究[D];西北农林科技大学;2007年
2 王伟;植物激素及铝对小麦根尖有机酸代谢与分泌的影响[D];华中农业大学;2008年
3 卢爱华;丽格海棠离体再生过程中酶活性及激素含量的变化[D];暨南大学;2009年
4 刘健康;不同外源植物激素配比对烤烟生长发育及产质量的影响[D];河南农业大学;2004年
5 阮英;番茄种子的内源激素及活性氧的变化规律与果实成熟的关系[D];中国农业大学;2005年
6 纪玉忠;食荚豌豆雄性不育的遗传研究及生理生化分析[D];中国农业大学;2005年
7 林涛;水稻水分胁迫特异表达基因OsARD的克隆与功能研究[D];浙江大学;2005年
8 童晋;甘薯愈伤组织淀粉酶的表达的调节[D];四川大学;2005年
9 安桂花;高山红景天组织培养及愈伤组织解剖结构观察[D];延边大学;2007年
10 王红梅;台湾青枣组培快繁技术研究[D];北京林业大学;2004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