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题名	植物一氧化氮合成酶关联因子的分子生物学及生理功能研究
作者	张波
答辩日期	2010-05
其他责任者	张怀刚
英文摘要	本 研究以植物一氧化氮合成酶关联因子（ nitric oxide synthase associated， NOA）为切入点，利用NOA突变体Atnoa1作为实验材料，研究了内 源一氧化氮参与并调节拟南芥盐胁迫应答反应的生理生化基础。鉴于NOA在植物 中的重要作用，我们通过电子克隆并结合RT-PCR、3’RACE技术，获得了马铃薯 一氧化氮合成酶相关因子（StNOA1）cDNA全长序列，分析了马铃薯NOA基因的序 列结构，并对该基因进行原核表达。通过农杆菌介导的方法，将StNOA1基因转入 拟南芥NOA基因突变体植株，获得了转基因纯合株系。初步验证了StNOA1基因在 植物抗盐胁迫应答过程中功能。主要结论如下： 1.内源一氧化氮减轻了盐胁迫条件下拟南芥受到的生长抑制、渗透胁迫，并 且调节拟南芥叶片抗氧化酶活性，从而减轻盐胁迫下活性氧的伤害，另外，一氧 化氮也作为一种活性氧清除剂提高了拟南芥的抗盐性。 2. 从马铃薯中首次克隆到NOA(nitric oxide synthase associated) 基因， 命名为StNOA1,已登录到GeneBank,登录号（GBANa）：GU205181。 3. StNOA1包含了5’UTR(Untranslated Region )和3’UTR，其cDNA全长为 1929bp，其中的开放阅读框（Open Reading Frame, ORF）编码了由561个氨基酸 组成的蛋白质，预测其蛋白分子量为60 kD。 4. StNOA1与烟草（Nicotiana benthamiana)，葡萄（Vitis vinifera），蓖 麻 (Ricinus communis)，水稻（Oryza sativa），玉米（Zea may）以及拟南芥 （Arabidopsis thaliana）均有很高的同源性 (89.44%~63.56%)。它们之间的高 度相似性主要表现为中间部位序列的高度保守，其下游和上游的氨基酸序列中一 致性降低。 5. StNOA1的中间高度保守区域包含了一个GTPase-specific的特征结构域： KxD (the GTP specificity motif), GxxxxGKS (Walker A), DxxG (Walker B)， 并且和烟草、葡萄、蓖麻、水稻、玉米以及拟南芥NOA在此区域序列完全相同。 6. 对烟草、葡萄、蓖麻、水稻、玉米以及拟南芥及马铃薯NOA的全长氨基酸 序列进行系统发生分析，结果显示马铃薯和烟草的NOA序列具有高度同源性，在 进化上明显处在同一分枝上，水稻和玉米则处在与其相近的另一分支，而拟南芥 和蓖麻则处于同一分支；葡萄则处在另一分支。7. StNOA1 原核表达的蛋白分子量和预测分子量相吻合，为60 kD。但是表 达蛋白在上清中很少，大部分以包涵体形式出现。所以用8 M 尿素溶解包涵体， 使其变性，然后透析复性，获得了可溶性目的蛋白，用300 mmol/L 咪唑成功地 对StNOA1 原核表达产物进行Ni-NTA 柱亲和层析纯化。 8. 获得了四个转StNOA1 基因的转基因纯合株系。四个转基因纯合株系中 StNOA1 的表达各不相同，其中TL9 表达最强。 9. StNOA1 在拟南芥NaCl 胁迫应答反应过程中发挥了重要作用，提高了拟 南芥的抗盐能力，表现为在NaCl 胁迫下能促进拟南芥根伸长、提高幼苗成活率、 提高脯氨酸积累、降低丙二醛含量、提高叶绿素和可溶性蛋白含量。 对StNOA1 的进一步研究有助于提高农作物抗逆反应的能力，为作物抗逆的 分子育种工作提供分子生物学基础。
出处	张波.植物一氧化氮合成酶关联因子的分子生物学及生理功能研究[博士].北京.中国科学院研究生院.2010
内容类型	学位论文
源URL	[http://210.75.249.4/handle/363003/3430]
专题	西北高原生物研究所_中国科学院西北高原生物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	张波. 植物一氧化氮合成酶关联因子的分子生物学及生理功能研究[D]. 2010.

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