一、莱茵衣藻叶绿素暗合成突变体y-1类囊体膜形成过程中PSⅠ核心色素蛋白复合物CPⅠ的积累（论文文献综述）
崔争[1]（2021）在《莱茵衣藻PPIase蛋白家族突变体的鉴定与亲免蛋白CYN28的功能分析》文中提出光合作用是光合生物通过吸收光能将H2O和CO2转化成有机物并释放氧气的过程,是地球上生物赖以生存的基础,也是地球上碳氧循环保持平衡的重要机制。由肽基脯氨酸顺反异构酶（peptidyl-prolyl cis-trans isomerase,PPIase）介导的蛋白折叠变构是生命活动的必需过程,在植物的生长发育、抗逆境以及植物的光合作用等方面起到重要作用。光合系统复合体的生物合成同样需要PPIase蛋白的参与,在模式植物拟南芥中已报道At CYP20-3、At CYP38、At FKBP20-2等PPIase蛋白参与了光系统Ⅱ的生物发生,但具体机制并不清楚。莱茵衣藻生长周期快,遗传背景清晰,并可以进行光合异氧生长,这些特点使它成为研究真核生物光合作用的优势模式生物,但目前莱茵衣藻中的PPIase蛋白还未被系统研究过。本课题选取定位在莱茵衣藻叶绿体类囊体腔中的亲免蛋白作为研究对象,它们分别属于PPIase蛋白的三大家族:CYPs蛋白、FKBPs蛋白和细小蛋白,包括A（CYN28）、B、C、D、E和F。我们首先从莱茵衣藻突变体库中订购了以上基因的插入突变体,对突变位点和突变基因的表达进行鉴定,选取无表达或者弱表达的突变体进行表型分析。结果表明cyn28具有最为显着的高光敏感表型,因此被选作重点研究对象。主要研究结果如下:（1）通过表型观察确定cyn28是一个高光敏感突变体,western blot和BN-2D实验结果表明PSⅡ超级复合体在cyn28中显着减少,初步确定CYN28是一个参与PSⅡ生物发生的蛋白。体外PPIase酶活实验表明,CYN28在仅含有少量PPIase活性相关的重要残基的情况下还有一定的酶活性。（2）在C端连有GFP的CYN28回复株中,利用GFP抗体通过Co-IP从衣藻细胞内钓取CYN28的互作蛋白。对Co-IP样品进行质谱分析发现,参与PSⅡ修复的关键蛋白酶FtsH有明显富集。之后我们利用Co-IP、酵母双杂交、pull down实验进一步证实了CYN28与FtsH1/2的N端序列在类囊体腔一侧存在相互作用。（3）对CYN28与FtsH互作的生理意义进一步研究,发现高光下突变体cyn28中FtsH1/2的积累量大幅下降;当在高光处理衣藻细胞过程中加入细胞质翻译抑制剂环己酰亚胺（cycloheximide）后,突变体与野生型细胞中FtsH蛋白在高光下稳定性相近。以上实验结果表明CYN28蛋白通过影响FtsH在高光下的重新合成,而参与到受损PSⅡ的修复周转中,进而协助衣藻细胞抵御高光胁迫。（4）除了对CYN28蛋白功能进行研究外,还对其余PPIase突变体b、c、d、e、f进行了初步分析,其中b为弱表达突变体,其余均为敲除突变体;目前已经成功构建带有自身启动子基因B、D、E和F的回复载体,突变体b和e已经筛选到回复株。
史潞静[2]（2021）在《CYP38蛋白各结构域对其结构和功能的调控机制的探究》文中认为拟南芥亲免蛋白CYP38位于叶绿体类囊体腔中,是PSⅡ复合体组装和修复过程中的重要蛋白。CYP38成熟蛋白的三级结构主要由三个部分组成:α螺旋构成的N端结构域（92-215氨基酸）,β折叠片构成的C端亲环素结构域（239-437氨基酸）以及连接两个结构域的loop区（216-238氨基酸）。CYP38的N端结构域与C端结构域通过分子内相互作用紧密结合在一起,进而防碍了C端结构域与其靶蛋白,如CP47 E-loop之间的相互作用。为了探讨CYP38在叶绿体中的作用机制,我们在体外和体内对两个结构域及中间loop区在CYP38结构和功能中的重要性进行了研究。CYP38的C端结构域可以与靶蛋白相互作用,分析发现C端结构域中存在与PPIase活性相关的四个保守氨基酸。我们认为这四个保守氨基酸（R290,F294,Q372和F374）对CYP38的结构和功能至关重要。通过酵母双杂交和pull-down实验发现,单个氨基酸突变后的CYP38蛋白（R290A,F294A,Q372A,F374A）与野生型CYP38一样,都不能与CP47 E-loop相互作用,只有四个氨基酸全部突变后的CYP38蛋白（R290A/F294A/Q372A/F374A）可以结合CP47 E-loop。对转基因植物的分析表明,在cyp38突变体中表达四个点突变的CYP38蛋白不能完全恢复cyp38的突变表型,并且该转基因植物表现出与cyp38突变体相似的BN-PAGE图谱,这与野生型明显不同,而且四个点突变的CYP38蛋白与类囊体膜的结合强度明显低于野生型CYP38。因此我们认为这四个保守的氨基酸是必不可少的,这些氨基酸共同改变后导致CYP38分子内的构象发生了微妙变化,降低了两个结构域的分子内相互作用和与类囊体膜结合的能力,从而损害CYP38在叶绿体中的功能。随后我们探究了CYP38 N端结构域在CYP38蛋白中的功能。酵母双杂交和pull-down实验表明,N端结构域缺失92-124个氨基酸的突变蛋白CYP38（125-437）,与C端结构域一样,可以与CP47 E-loop相互作用。在cyp38突变体中表达CYP38（125-437）或C端结构域蛋白不能恢复突变体的异常表型,并且转基因植物中的PSⅡ超级复合体缺失。缺失突变体CYP38（125-437）与类囊体膜的结合能力低于野生型CYP38,而C端结构域蛋白不能与类囊体膜结合。这些结果说明CYP38的N端螺旋在维持两个结构域的相互作用和与类囊体膜的结合中是必需的。CYP38的两个结构域由中间loop区连接,并且在loop区含有一些带电荷的氨基酸。我们分析了这些带电荷的氨基酸对CYP38结构和功能的影响。酵母双杂交和pull-down实验表明,位于loop区的三个碱性氨基酸突变后可以改变CYP38的结构,使其能够与靶蛋白CP47 E-loop相互作用。在cyp38突变体中表达三个碱性氨基酸全部突变的CYP38蛋白不能恢复突变体表型,这表明这些碱性氨基酸对CYP38的功能至关重要。与正常CYP38相比,loop区三个碱性氨基酸全部突变的CYP38蛋白与类囊体膜的结合能力增强。因此我们认为loop区的碱性氨基酸可以通过调节CYP38的构型来控制两个结构域的相互作用,并且N-C结构域之间相互作用的动态调控对CYP38在植物体内行使功能发挥着重要的作用。此外,我们还证实了CYP38与PSⅡ核心蛋白CP43和CP47之间存在相互作用。综上所述,本文通过分析CYP38 C端结构域,N端结构域以及loop区在CYP38功能中的作用,揭示了CYP38在叶绿体中的工作机制:CYP38的N端结构域结合于类囊体膜,在loop区碱性氨基酸调节下,CYP38 N端和C端两个结构域的作用力发生改变,使CYP38从紧密闭合状态进入开放状态,暴露C端结构域,使其与靶蛋白相互作用。在CYP38完成其功能后,C端结构域重新与N端结构域结合,最终CYP38脱离类囊体膜进入类囊体腔中。本文中对CYP38工作机制的探究也为叶绿体中其他亲免蛋白的功能分析提供了研究方向。
周冬青[3]（2021）在《微藻胞内质体醌和泛醌合成调控及对生长代谢的影响》文中研究说明微藻光合固碳效率高,生长速率快,可以利用CO2生产多种高附加值产物。质体醌（PQ）和泛醌（UQ）不仅是细胞内电子传递链上重要的电子载体,还参与多种物质的合成,其氧化还原状态和含量的变化对生理代谢有重要的影响。目前关于微藻胞内PQ、UQ的合成及其相关代谢调控机制的研究相对较少,因此亟待探索PQ、UQ含量变化对微藻生长及生理代谢的影响。本文以集胞藻和莱茵衣藻为研究对象,在细胞内表达新疆紫草中的对羟基苯甲酸多异戊烯转移酶（LePGT）,可以竞争性结合PQ、UQ的前体物质对羟基苯甲酸（4-HB）和二烷基二磷酸（GPP）,干扰胞内PQ和UQ的正常合成,从而降低微藻中PQ和UQ含量;外源添加醌环前体物质4-HB,可以提高微藻胞内PQ和UQ含量。本文通过基因工程和添加化合物两种策略调控微藻胞内PQ和UQ的合成,结合光系统活性、呼吸速率和代谢组分变化进行分析,探索了 PQ、UQ含量变化对微藻生理代谢的调控机制。结果显示,在集胞藻中表达LePGT,对集胞藻的生长速率无影响,胞内PQ含量明显降低了 22.18%,加强了光合作用和呼吸作用,明显提高了胞内油脂和蛋白含量。外源添加低浓度4-HB,对集胞藻的生长无明显影响,添加1 mM 4-HB的集胞藻胞内PQ含量提高了 14.76%,添加2 mM4-HB的集胞藻胞内PQ含量明显提高了 70.86%;添加1 mM 4-HB提高了集胞藻光系统效率和呼吸速率,添加2 mM 4-HB明显降低了集胞藻光系统效率和呼吸速率;添加4-HB促进了胞内中性脂和糖原的合成,其中添加1 mM 4-HB的集胞藻胞内中性脂和糖原含量分别增加了 54.82%和34.92%。在莱茵衣藻中表达LePGT,胞内PQ和UQ含量分别降低了 49.14%和98.30%,明显降低了光系统活性和呼吸速率,尽管对莱茵衣藻的生长速率和细胞色素含量影响显着,但可以促进胞内中性脂和淀粉的合成,中性脂和淀粉含量分别提高了 63.68%和19.42%。外源添加低浓度4-HB,可以有效提高衣藻胞内PQ和UQ含量,并促进了衣藻细胞的生长;添加1 mM 4-HB提高了莱茵衣藻的光系统活性和呼吸速率,添加5 mM 4-HB显着降低衣藻的光系统活性和呼吸速率;添加4-HB降低了莱茵衣藻胞内蛋白和油脂含量,添加1 mM 4-HB的胞内淀粉含量提高了 14.91%。本文初步探索了 PQ、UQ含量变化对微藻的代谢调控机制,发现原核蓝藻和真核绿藻中由PQ和UQ含量变化引起的生理表型变化不尽相同,为推动基于微藻的“绿色细胞工厂”的开发提供了新的思路。
常伟东[4]（2021）在《拟南芥D1蛋白成熟过程的生理意义研究》文中指出光合作用利用太阳能将无机物转换成有机物,为生物圈的形成、发展、繁荣及维持提供了物质基础,被称为“地球上最重要的化学反应”。光合复合体PSⅡ是一个位于类囊体膜上的多亚基蛋白复合体,催化光驱动的水氧化和质体醌还原,在光合电子传递链中起着至关重要的作用。D1蛋白作为PSⅡ复合体的核心,对PSⅡ活性起着决定性的作用。在绝大多数产氧光合生物中,D1蛋白以前体形式（pD1）合成,pD1蛋白的碳末端有一个小肽片段,此小肽片段由碳末端肽酶CTP剪切加工,pD1才能成熟为D1。D1蛋白的成熟是PSⅡ复合体的组装和光损伤修复的关键步骤之一,目前对于D1蛋白剪切成熟的生物学意义以及pD1碳末端小肽的生理功能仍然不清楚。我们分别从CTP蛋白酶和D1蛋白两个方面的实验分析探索了这两个科学问题。首先对产氧光合生物CTP蛋白进行了系统发育树分析,发现真核生物和原核生物的Ctp A源于最近的一个共同祖先,原核生物的Ctp B和CtpC处于同一进化枝,与Ctp A显示更近的关系,而真核生物的Ctp B和CtpC分别处于各自的进化枝,表明Ctp A在原核生物演化的早期就已经与Ctp B和CtpC分开,可能已经产生了较大的功能差异。转录水平分析显示拟南芥三个CTP基因有不同的表达量,更加证实了三者间的功能差异。我们对拟南芥的三个Ctp基因突变体做了进一步分析。AtCtpA（At4g17740）的缺失可以导致植物pD1蛋白积累和致死表型。而AtCtpB（At3g57480）和AtCtpC（At5g46390）两个同源蛋白基因的单独或者共同缺失都不会对植物生长造成任何明显的变化,同样也没有pD1蛋白的积累,似乎只有AtCtpA蛋白承担pD1蛋白成熟的功能。系统发育树将Ctp蛋白家族分成了四个进化枝,我们对代表不同演化程度的模式生物蓝藻Synechococcus elongatus PCC7942、绿藻Chlamydomonas reinhardtii、苔藓Physcomitrella patens和拟南芥的Ctp进行了功能分析,发现蛋白序列相差很大的Ctp A功能是十分保守的,它们都可以将pD1加工成成熟的形式而回复拟南芥AtCtpA缺失致死表型。而所有Ctp B或CtpC蛋白均没有剪切pD1蛋白的功能。我们推测Ctp A应该是在与Ctp B和CtpC分开后的演化过程中形成了剪切pD1的功能,而CtpB和CtpC在整个过程中从未获得此功能。用拟南芥和蓝藻pD1两种底物测试上述四个Ctp A蛋白酶的活性。结果显示高等植物的Ctp A对两种底物均表现最强的剪切活性。这可能是对高光环境D1蛋白光损伤快速周转的一种适应。综上所述,Ctp A是演化过程中唯一获得剪切pD1功能的蛋白酶。为了探究pD1碳末端短肽的生理功能,我们将成熟的D1蛋白与定位于叶绿体基质的转导肽融合,转入AtCtpA缺失突变体中。结果显示定位于叶绿体基质的转导肽可以将核编码的融合D1蛋白转入叶绿体基质中,外源成熟的D1蛋白可以顺利的组装成活性的PSⅡ复合体。与野生型相比,转基因植物没有显着的生长表型差异,光合参数分析显示可以如野生型一样做出相同的光响应,叶绿体内源pD1的合成造成PSⅡ活性略微低于野生型。我们还将成熟的AtCtpA蛋白酶与定位于叶绿体基质的转导肽融合,转入AtCtpA缺失突变体中,叶绿体内源pD1蛋白可以提前成熟,成熟的D1蛋白同样可以顺利的组装成功能性PSⅡ复合体,PSⅡ活性与野生型表现相同的光响应。这说明定位于叶绿体基质的AtCtpA可以在叶绿体基质侧对pD1蛋白进行剪切加工;在叶绿体基质侧成熟的D1蛋白可以行使正常的生理功能。因此,我们推断pD1蛋白碳末端片段在光合作用中并没有重要的生理功能。综合所有数据表明,成熟的D1蛋白是产氧光合生物所必须的,是构成活性PSⅡ复合体的前提,Ctp A可能是产氧生物中唯一有剪切pD1功能的蛋白酶,pD1蛋白碳末端片段在D1的成熟过程中似乎没有生理意义。我们推测原始的PSⅡ拥有一个pD1/D2型非产氧的反应中心,在演化的进程中,Ctp A获得了剪切pD1蛋白碳末端延伸小肽的功能,将pD1/D2型PSⅡ转换成D1/D2型PSⅡ。因此我们认为Ctp A功能的特化可能是产氧生物出现的一个关键因素,pD1蛋白碳末端延伸小肽可能是演化过程中的历史遗留。
熊松林[5]（2021）在《NaHSO3增强蓝藻突变株Δ135光合产氢能力的机理研究》文中研究表明由于传统化石能源储备有限,且在使用过程中会造成环境污染,因此,发展绿色环保的清洁能源已成为人们的共识。在众多的清洁能源中,光合产氢是微藻利用太阳能和水生产氢气的过程。考虑到这种产氢方法清洁无污染,因此,具有很高的发展潜力。然而,目前微藻光合产氢的工业化生产还面临着一些挑战,一是微藻在光合作用过程中会放出氧气,而氢化酶对氧气极为敏感;二是微藻氢代谢途径复杂,需要让氢化酶从光合电子传递链上获得更充足的电子。因此,探索微藻光合产氢的厌氧技术,以及对影响微藻氢代谢的关键调控位点,对未来微藻光合产氢的工业化生产具有重要的理论和实践意义。根据以往的研究发现,当用适当浓度的NaHSO3处理微藻细胞时,经过高光培养后的微藻细胞产生的超氧阴离子,会与加入的NaHSO3发生反应,间接地降低了细胞内的氧气含量,从而激活氢化酶活性,增加微藻光合产氢水平。在成功创造厌氧环境后,氢化酶得到的电子数量将直接影响光合产氢的效率,因此,人们希望在厌氧背景下,维持微藻PSⅡ活性在较高水平,以实现更持续的微藻光合产氢。本论文就是在添加NaHSO3诱导产氢的背景下进行的,我们选用遗传学背景清晰的集胞藻6803作为实验材料,通过高光添加NaHSO3诱导产氢法对集胞藻6803（Synechocystis sp.strain PCC 6803）转座子突变体库进行筛选,得到一株生长比野生型好且具有较高PSⅡ活性的突变株Δ135,并发现该未知功能的基因位点135缺失后显着提升了集胞藻6803的光合产氢水平。我们发现在高光下Δ135具有比野生型生长更慢更容易发黄的表型,但PSⅡ的活性却好于野生型;高光下Δ135的PSI活性受损,此时Δ135的细胞内产生了比野生型更多的超氧阴离子,而在藻液中加入一定浓度的NaHSO3之后,在12小时内Δ135的PSI活性恢复到与野生型相似的水平。进一步研究发现,加入NaHSO3后Δ135藻液里的溶解氧更快地降到零,也就是更快地进入厌氧状态,进而保留了更多的PSⅡ活性,实现持续时间更长的光合产氢,突变株36h的产氢积累量大约是野生型的1.6倍。通过在产氢过程中添加PSⅡ抑制剂林肯霉素（Lin）,碳同化抑制剂乙醇醛（GA）和PSI循环电子传递抑制剂抗霉素A（AA）,我们确认了集胞藻6803光合产氢的电子源主要来自PSⅡ光解水,Δ135比野生型光合产氢更高的根本原因是其拥有更高的PSⅡ活性,为氢化酶提供了更充足的电子源。本文通过对NaHSO3背景下的突变株Δ135高产氢的原因进行探索,希望对未来微藻光合产氢的工业化应用提供理论参考。
黄维峰[6]（2020）在《OsPPR16在水稻早期叶绿体发育过程中的功能鉴定及机制解析》文中研究表明叶绿体基因由核编码的RNA聚合酶和质体编码的RNA聚合酶（PEP）协同转录,由此产生的初级转录本通常在特定的位点发生C转换到U的RNA编辑。但是,许多RNA编辑事件的生物学功能及其调控机制仍然未知。核基因编码的DYW亚组PPR蛋白是主要的RNA编辑因子。在本研究中,利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术分别对水稻中30个定位于叶绿体的DYW亚组的PPR蛋白进行了敲除,统计并系统分析了其中28个敲除成功的转基因材料的基因型和表型。在此基础上,对osppr16突变体进行更深入的研究,分析其对叶绿体RNA编辑的影响。最后利用分子生物学和遗传学等试验方法,剖析Os PPR16在叶绿体发育过程中的作用。本研究的主要研究结果如下:1.利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,分别对28个PPR基因实现了有效敲除,其中Os PPR16和Os PPR67被敲除的T0代纯合和双等位突变体植株在分蘖期时,分蘖的前2片新生叶片出现黄化后转绿的表型。2.Os PPR16的敲除导致早期叶片黄化。在光照培养室中,T1代osppr16突变体幼苗的前4片叶片出现黄化后转绿的表型。到5叶期时,黄化的4片叶子全部恢复成绿色。被移栽到实验田后,它的表型与T0代突变体植株的表型一致,其分蘖的前2片新生叶片出现黄化后转绿的表型。在分蘖期以后,osppr16突变体叶片颜色与野生型相比没有明显的差异。此外,osppr16突变体叶片中叶绿素含量的变化与叶色的变化状态相吻合。3.对osppr16突变体和野生型植株的主要农艺性状进行分析,发现Os PPR16的突变会显着降低水稻的生物量和产量。4.Os PPR16在早期叶片发育过程中对叶绿体发育具有重要作用。透射电镜结果显示osppr16突变体早期黄化叶片中的叶绿体缺乏类囊体结构,而转绿叶片中的叶绿体具有正常结构的类囊体膜和基粒。表明Os PPR16基因的产物对水稻早期叶片的叶绿体的生长发育具有重要作用。5.Os PPR16的亚细胞定位结果显示Os PPR16定位于叶绿体拟核。6.Os PPR16负责叶绿体RNA编辑位点rpo B-545的编辑。对水稻叶绿体中24个RNA编辑位点进行检测,发现osppr16突变体中rpo B-545的编辑受阻,而剩余23个位点可以正常编辑。此外,利用RNAi降低Os PPR16的表达量后,转基因植株中rpo B-545的编辑效率也会降低。回补实验显示Os PPR16能够恢复突变体中rpo B-545的编辑和突变体早期叶片黄化的表型,说明Os PPR16的突变是osppr16突变体中rpo B-545的编辑受阻和早期叶片黄化的直接原因。7.Os PPR16的突变影响早期叶片发育过程中Rpo B蛋白的积累。在3叶期,osppr16突变体黄化叶片中Rpo B蛋白的含量显着低于野生型。到5叶期,osppr16突变体转绿叶片中Rpo B蛋白的含量仅略低于同一时期野生型中的含量。这些结果说明osppr16突变体中Rpo B的积累在叶片早期发育阶段受到了严重的影响。此外,野生型植株中Rpo B的积累在3叶期明显高于5叶期,这一结果暗示叶绿体早期发育比后期发育阶段需要更多的Rpo B蛋白。8.叶绿体RNA编辑位点rpo B-545的编辑不能进行时,会导致质体编码的RNA聚合酶（RNA polymerase,RNAP）β亚基（Rpo B）上第182位的亲水的丝氨酸不能转变为疏水的亮氨酸。水生嗜热秆菌的RNAP和启动子的开放性复合体的晶体结构表明,rpo B-545编辑的受阻后,182位的亲水的丝氨酸可能会降低Rpo B蛋白的稳定性。9.Os PPR16通过PEP影响trn E的转录,进而影响早期叶片发育过程中叶绿素的合成。在3叶期,osppr16突变体黄化叶片中PEP依赖型基因的表达量显着低于野生型,而到5叶期叶片转绿以后,几乎完全恢复到野生型一致的水平。表明osppr16突变体中PEP的转录能力在早期叶片发育过程中极低,但在后期发育阶段恢复到野生型一致的水平。在3叶期,osppr16突变体黄化叶片中参与叶绿素合成的PEP依赖型基因trn E的积累显着低于野生型,而到5叶期叶片转绿以后,几乎恢复到野生型的水平,表明trn E表达量的变化是osppr16突变体早期叶片黄化后转绿的原因。以上结果说明Os PPR16的突变会导致rpo B-545的编辑受阻,进而导致突变体早期叶片中Rpo B积累受损、PEP依赖型基因的表达下降,进而引起突变体植株出现黄化的表型。所以Os PPR16对rpo B-545的编辑作用是质体基因转录所必需的,而质体基因转录又是叶片早期发育过程中叶绿素合成和叶绿体发育所必需的。此研究不仅揭示了rpo B-545编辑位点的生理作用,同时也为叶绿体基因的转录和转录后调控机制在叶片早期发育过程中的相互作用提供了新的见解。
朱凯杰[7]（2020）在《脐橙果皮色泽变异及番茄红素β-环化酶的调控研究》文中指出叶绿素降解和类胡萝卜素积累是很多园艺植物果实成熟的必经过程,对果实的色泽品质起决定性作用。果实叶绿素和类胡萝卜素含量的差异使其呈现出绿色、红色、橙色、黄色、甚至棕色等。近年来,尽管我们对叶绿素降解和类胡萝卜素合成途径有了较多的研究,但关于这两条代谢途径协同调控的分子机制仍然未知。本研究以新发掘的脐橙果皮色泽突变体‘宗橙’为材料,对其棕色果皮表型及其主要品质性状进行了精细分析,采用多组学和多种遗传资源整合策略挖掘到其突变位点,并结合生化手段解析了该突变体果皮叶绿素降解受阻和类胡萝卜素积累增加的突变机制。同时探究了柑橘红色性状形成关键基因——有色体特异表达番茄红素β-环化酶（LCYb2）的等位基因酶活差异,筛选到直接调控CsLCYb2的关键转录因子,并对它们进行了系统地功能分析。主要研究结果如下:1.脐橙果皮棕色变异‘宗橙’的表型及其突变机制‘宗橙’是在湖北省宜昌市秭归县归州镇‘伦晚脐橙’果园里发现的一个果皮色泽芽变,经过选育成为新品种,其果皮呈现独特的棕色。对‘宗橙’果实常规生理指标测定发现,其果皮色差、硬度和香气与‘伦晚脐橙’不同,而其余果实品质则相同。‘宗橙’成熟果实有色层中叶绿素滞留,且类胡萝卜素积累增加,说明棕色果实形成的代谢基础是由于有色层中叶绿素和类胡萝卜素同时积累所致。‘宗橙’有色层中ABA和JA含量均显着高于‘伦晚脐橙’。破色期后‘宗橙’果实有色层中叶绿体降解受阻,至成熟期仍存在大量叶绿体,且成熟期‘宗橙’果实有色体数目相比对照明显增多,而淀粉颗粒明显减少,淀粉含量显着下降。GS-MS分析表明‘宗橙’和‘伦晚脐橙’果实有色层中大量初生和挥发性代谢物存在显着差异。采后贮藏实验发现,贮藏期间‘宗橙’果实品质总体上较‘伦晚脐橙’差。青霉菌接种侵染实验表明,相比‘伦晚脐橙’,‘宗橙’果实对青霉菌抗性更弱。通过整合多组学和和多种遗传资源的策略鉴定到了‘宗橙’的突变基因——滞绿基因STAY-GREEN（SGR）。测序发现柑橘中SGR基因存在两个等位基因（CsSGRa和CsSGRb）,与CsSGRa相比,CsSGRb由于序列变异引起的选择性剪接而提前终止,产生截短型蛋白。‘宗橙’中CsSGRa编码区的两个连续碱基发生替换形成终止密码子,使得蛋白编码提前终止(命名为CsSGRa STOP),而CsSGRb基因序列与野生型一致。烟草瞬时表达实验发现仅CsSGRa具有叶绿素降解活性,CsSGRa STOP和CsSGRb均丧失了降解叶绿素的功能,这导致了‘宗橙’果实中叶绿素无法降解。工程菌和柑橘愈伤组织转基因实验表明,CsSGRa和CsSGRb均能抑制类胡萝卜素合成,而CsSGRa STOP不具备抑制活性;Bi FC和Y2H实验证实CsSGRa和CsSGRb可直接与类胡萝卜素途径关键限速酶CsPSY1互作,而CsSGRa STOP与CsPSY1不互作;上述结果表明‘宗橙’中CsSGRa STOP通过解除对CsPSY1的抑制作用促进了类胡萝卜素的合成,使得果实中类胡萝卜素含量增加。因此,CsSGRa的变异是宗橙果皮叶绿素降解受阻、类胡萝卜素含量显着增加的直接原因,绿色和橙色叠加使其最终呈现出棕色表型。2.甜橙CsLCYb2及其互作转录因子在果实色泽形成中的功能有色体特异性LCYb2是类胡萝卜素代谢途径的关键酶,本研究在番茄中超表达2个甜橙LCYb2等位基因（CsLCYb2a和CsLCYb2b）,产生了富含β-胡萝卜素的金色番茄果实。在CsLCYb2a超表达系番茄果实中,β-胡萝卜素增加了9.3倍（1.5 mg/g干重）,且未检测到番茄红素;而在CsLCYb2b超表达系番茄果实中,β-胡萝卜素也显着增加,番茄红素显着减少但未消失;这些结果说明甜橙CsLCYb2等位基因的酶活性存在差异。进一步以CsLCYb2的启动子为诱饵进行酵母单杂筛库,成功筛选到了调控CsLCYb2的2个关键候选转录因子CsMADS3和CsERF061。CsMADS3是MADS-Box家族基因。基因表达和蛋白丰度分析表明,CsMADS3的表达水平与果实发育和色泽形成密切相关。CsMADS3是核定位的转录激活因子,能直接结合并激活CsLCYb2启动子。CsMADS3在柑橘愈伤组织中的超表达显着促进了类胡萝卜素的积累以及大部分类胡萝卜素代谢途径基因的表达,并改变了有色体的形态和激素含量。超表达CsMADS3的番茄转基因系,其果实加速褪绿且类胡萝卜素积累增加,叶绿素降解和类胡萝卜素生物合成途径中关键基因上调表达,有色体和激素显着变化。生化实验证明CsMADS3能结合并激活SGR及8个类胡萝卜素途径关键基因的启动子,包括PSY、PDS、CRTISO、BCH、ZEP、NCED、CCD1、CCD4。表明CsMADS3具有多靶点调控特性,在叶绿素降解和类胡萝卜素合成的协同调控中发挥作用。CsERF061属于乙烯响应因子家族的I亚族,其表达受乙烯诱导,且与果实成熟和着色高度相关。CsERF061是一个核定位的转录激活因子,能直接结合并激活CsLCYb2启动子。在柑橘愈伤组织和番茄果实中超表达CsERF061基因,均发现类胡萝卜素含量显着增加,类胡萝卜素代谢途径关键基因的表达上调,并伴随着有色体和激素含量的变化。生化实验证明CsERF061还能激活其它9个类胡萝卜素途径关键基因的启动子,包括PSY、PDS、CRTISO、LCYb1、BCH、ZEP、NCED、CCD1、CCD4。表明CsERF061能在乙烯介导下直接调控类胡萝卜素代谢。综上,本研究阐明了‘宗橙’突变的分子机制,揭示了SGR在调控柑果类果实成熟过程中的重要作用,并首次发现柑橘中SGR等位基因的功能分化及其在调控果实成熟过程中叶绿素降解和类胡萝卜素合成上的独特而精细的调控机制。同时明晰了CsLCYb2等位基因酶活差异,揭示了CsLCYb2互作调控因子CsMADS3对果实成熟过程中叶绿素降解和类胡萝卜素合成的协同调控作用,以及CsERF061在乙烯介导的类胡萝卜素代谢调控中的功能。该研究为未来深入解析柑果类果实叶绿素和类胡萝卜素代谢的协同调控机制奠定了基础。
李佳佳[8]（2020）在《植物fibrillin家族蛋白的进化分析及其在水稻叶绿体中的功能鉴定》文中研究表明叶绿体是一个多功能细胞器,是高等植物中进行光合作用的重要场所,参与合成代谢调控、植物的生长发育与抗逆性的响应过程。质体小球（Plastoglubles,PGs）是叶绿体中类囊体膜在剧烈发芽（budding）过程中形成的、并附着在类囊体膜上的单层膜结构,膜上嵌入各种蛋白,是叶绿体中脂质储存的重要场所。研究表明,质体小球在植物中普遍存在,其大小和数量与植物的生长发育和抗逆性有关。质体小球上的核心蛋白大约有30个,主要参与脂质的代谢途径。其中,fibrillin（FBN）家族蛋白是叶绿体质体小球中最丰富,也是最重要的一类蛋白。植物fibrillins（FBNs）蛋白构成了一个保守的质体脂质相关蛋白（Plastid-lipids associated protein,PAP）家族,参与双子叶植物质体中脂类的合成和转运过程。然而,FBNs在单子叶植物叶绿体中的功能还未研究。因此,本论文从生物信息学、分子生物学、生物化学和植物生理学的角度,首先进行了FBN家族的系统进化和结构分析;其次,在分析OsFBN家族的结构和表达特性的基础上,鉴定了OsFBN1和OsFBN7在PGs形成和耐热性中的作用机制。主要结果如下:1.植物FBNs家族的生物信息学和结构特征分析。选取10种代表性植物物种,共鉴定出121个fibrillin（FBNs）家族蛋白,系统发育树分析表明,121个FBN蛋白分为24个簇（clade）,进一步分为陆生植物特有的、藻类特有的和非特异的（藻类和陆生植物均有的）三大类（group）。植物FBN家族基因的内含子和外显子数和大小具有显着差异。但其编码蛋白均含有一个N-末端叶绿体转运肽（CTP）和质体脂质相关蛋白（PAP）结构域。在水稻中FBN蛋白家族共有11个成员,每个成员均有一个N-端CTP结构域。烟草体系中亚细胞定位结果表明,除OsFBN8外,来自其它10个OsFBNs成员的CTP结构域均具有定位到叶绿体中的功能。在水稻中FBN家族蛋白PAP结构域含有高度保守的基序（Yx D motif）。这2个氨基酸的定点突变和体外脂质结合活性分析发现,OsFBN2和OsFBN4的PAP结构域与C12C22脂肪酸的体外结合活性受Yx D基序的影响。q RT-PCR检测表明,OsFBN家族基因表达均不同程度地受高温和低温胁迫的诱导。2.OsFBN1在叶绿体中PGs形成和水稻耐热性中的功能鉴定。烟草体系中亚细胞定位实验表明,来源于OsFBN1的CTP结构域和OsFBN1前体蛋白均定位于叶绿体。同时,体外脂质结合活性实验表明,OsFBN1成熟蛋白在体外可以特异性结合C18和C20脂肪酸。在自然高温生长条件下,OsFBN1超表达株系的分蘖数、穗长、结实率和茉莉酸（JA）含量均发生改变。OsFBN1超表达和高温逆境处理均可诱导叶绿体中PGs数和体积增加。此外,OsFBN1超表达促进水稻叶片中JA合成,影响异戊二烯类代谢和光合作用相关基因的转录水平。这些结果表明,OsFBN1参与水稻开花期高温胁迫的响应。同时,在叶绿体中PGs发育和脂质代谢等过程中起重作用。3.OsFBN7在叶绿体中PGs形成和耐热性中的功能鉴定。结果表明,OsFBN7超表达降低叶绿体中光系统II（PSII）的光能利用率,从而可能抑制水稻幼苗的生长。OsFBN7超表达促进5叶期和开花期剑叶叶绿体中PGs的积累,并呈现聚集成簇的现象。酵母双杂交筛选、Bi FC和Co-IP鉴定表明,OsFBN7与水稻的β-ketoacyl-ACP合酶（Os KAS Ia和Os KAS Ib）存在特异性互作。而且,OsFBN7超表达促进开花期剑叶KAS I的酶促活性,降低KAS II的酶促活性,对KAS III的酶促活性无影响。叶绿体脂质组检测发现,OsFBN7超表达显着增加开花期剑叶叶绿体中二酰甘油（DAG）和糖脂（MGDG和DGDG）的含量。由此,我们提出OsFBN7调控在水稻叶绿体中PGs形成的作用机制:OsFBN7可能通过与脂肪酸从头合成途径中的关键酶β-ketoacyl-ACP合酶I（Os KAS Ia/Ib）互作来促进脂肪酸的从头生物合成,显着增加DAG、MGDG和DGDG的积累,促进PGs的形态建成过程。综上所述,本文系统分析了从藻类到水稻等高等植物中10种代表性植物FBN家族的蛋白结构和进化特征,以及OsFBN家族基因在温度逆境中的诱导表达;进一步研究了OsFBN1和OsFBN7在水稻叶绿体PGs形成和耐热性中的作用机制。发现OsFBN1参与开花期高温胁迫响应,同时,在叶绿体中PGs发育和脂质代谢等过程中起重要作用;OsFBN7基因超表达促进叶绿体中PGs的积累,通过与KAS Ia/Ib蛋白互作促进脂肪酸的从头合成。这些新发现为深化植物FBN家族基因在叶绿体中脂类合成和耐热性中的作用机制研究提供了新思路。
刘哲[9]（2020）在《大叶藻和常春藤非光化学淬灭特性的比较研究》文中研究表明作为重要的光保护机制,非光化学淬灭（non-photochemical quenching,NPQ）将植物吸收过剩光能以热能形式耗散,以避免发生光损伤。本文选取了同为阴生植物且具有相似光环境的陆地被子植物-常春藤和海洋被子植物-大叶藻为研究对象,比较了两者的非光化学淬灭特性,以期认识海洋植物光保护的特异性。通过叶绿素荧光技术,考察了非光化学淬灭诱导动力学、组分、光保护效率及跨膜质子梯度（proton gradient,ΔpH）的构建,分析了二者非光化学淬灭的特性,并采用生物信息学方法分析了大叶藻NPQ主效蛋白-PsbS蛋白进化特点。主要研究结果如下:1.常春藤非光化学淬灭的特性采用便携式电子脉冲调制荧光仪（MINI-PAM）研究了常春藤NPQ特性,分析了NPQ动力学及光保护效率。结果表明,随光强增强,三种叶龄NPQ最大值(maximum NPQ,NPQmax)、PSII调节性能量耗散的量子产量（Y（NPQ））及与PSII非调节性能量耗散量子产量的比值（Y（NPQ）/Y（NO））呈增加趋势,并且NPQ光保护组分增幅大于光抑制组分。成熟叶（Mature Leaf,ML）NPQmax、光保护组分的量子产量、Y（NPQ）、Y（NPQ）/Y（NO）显着高于老叶（Old Leaf,OL）和幼叶（Young Leaf,YL）。相对于成熟叶,幼叶和老叶光抑制发生早,光保护效率低。进一步,双通道调制荧光仪（DUAL-PAM-100）P515/535模块测量的跨膜质子梯度表明,高光下三种叶龄构建的ΔpH均高于低光,且成熟叶ΔpH构建能力显着高于其它两种叶龄。上述结果表明,常春藤NPQ效率随光强增强而增加,成熟叶光保护效率最高。此外,常春藤NPQmax及保护NPQ（protective NPQ,pNPQ）均低于阳生植物,且光抑制发生早,意味着常春藤光保护效率低于阳生植物。2.大叶藻非光化学淬灭的特性通过MINI-PAM分析NPQ诱导和驰豫动力学、光保护效率及跨膜质子梯度构建,以明确大叶藻NPQ特性。结果表明,光系统II（photosystem II,PSII）最大光化学量子产量（Fv/Fm）下降的波幅低于其他高等植物,且恢复缓慢,意味着大叶藻PSII活性具有限的回弹力。较低NPQmax、较长诱导时间及高光胁迫下无法维持稳定NPQmax及诱导曲线符合单指数函数,表明大叶藻NPQ诱导能力弱。大叶藻PSII非调节性能量耗散的量子产量（Y（NO））高于常春藤,而前者的Y（NPQ）及Y（NPQ）/Y（NO）高于后者。另外,相对于常春藤,大叶藻光抑制发生早且pNPQ小,这暗示了大叶藻NPQ光保护效率低。进一步,DUAL-PAM-100 P515/535模块分析发现ΔpH始终处于较低水平,并且达到最大值的耗时较长意味着大叶藻构建能力不足。总之,大叶藻NPQ表现出低效性。3.大叶藻PsbS蛋白进化和序列特点分析采用生物信息学方法分析了大叶藻NPQ主效蛋白-PsbS基因结构、氨基酸序列和系统进化,并预测了蛋白理化性质、二级和三级结构。结果表明,总长度为1490 bp大叶藻psbS基因由1个5’-UTR、4个外显子、3个内含子和1个3’-UTR组成,编码的蛋白含有271个氨基酸,预测蛋白相对分子质量和pI值分别为28.85kDa和9.16。大叶藻PsbS蛋白具有Lhc蛋白超家族的叶绿素a/b（Chlorophyll a/b,Chl a/b）蛋白结合结构域,与多种高等植物PsbS蛋白序列相似度为64%～86%。大叶藻PsbS蛋白二级结构主要组成部分与其他高等植物相一致,均为α-螺旋和无规卷曲。大叶藻与玉米、菠菜及小立碗藓蛋白三维结构相似,而与莱茵衣藻具有显着差异。基于系统发生分析,大叶藻聚集于单子叶植物分支中,与大浮萍的亲缘关系最近。实时定量荧光PCR（quantitative real-time PCR,qRT-PCR）测定结果表明,大叶藻psbS基因表达量随光照时间延长而逐渐增加,这与毛竹基因表达模式相似。由此,可初步判断大叶藻PsbS蛋白的功能和其他高等植物具有相似性,PsbS蛋白并不是导致大叶藻NPQ低效性的原因。
赫磊[10]（2020）在《铁氧还蛋白调控水稻光合电子传递的分子机理研究》文中认为铁氧还蛋白（Ferredoxin,Fd）广泛存在于各种植物、动物及微生物体内参与电子传递。高等植物基因组编码的Fd蛋白可分为光合型Fd,非光合型Fd;此外还有一类具有C末端延伸的Fd,被命名为FdC蛋白。在光合作用的光反应中,光合型Fd从PSI中接收电子,然后将这些电子传输到下游Fd依赖的各种代谢过程,涉及碳同化、氮同化、硫同化、叶绿素代谢、光敏色素合成、脂肪酸合成等诸多生物学途径,在调节光合电子向依赖于这些电子的代谢途径分配中起关键作用。水稻基因组编码5个Fd蛋白和2个FdC蛋白,但是这些蛋白参与水稻光合电子传递的分子机制以及对水稻生长发育的影响尚不清楚。深入研究水稻Fd参与光合电子传递的分子调控机制有助于加深对光合作用分子机理的理解,进而为最终通过合成生物学等方法,利用光合作用为人类提供更多清洁、可持续的能源及光合产物奠定理论基础。在之前的研究中我们发现FdC2在水稻抽穗期和生长发育中起着重要作用。本研究通过一系列的实验证明,水稻中有两个光合型Fd,Fd1和FdC2,其中Fd1是水稻光合电子传递的主要光合型Fd蛋白,Fd1受损会导致突变体光合碳同化受阻,三叶期后迅速黄化并致死。本文主要结论如下:1.利用同源比对我们发现水稻基因组共编码5个Fd蛋白和2个FdC蛋白。7个蛋白的聚类分析表明,只有Fd1可能为光合型Fd蛋白。RT-qPCR检测野生型叶片中7个Fd基因的表达量发现,Fd1表达量最高,与Fd1相比,除了FdC2表达量约为Fd1的15%外,其他Fd的表达都非常低,仅为Fd1表达量的0.1-2%,几乎可以忽略不计。此外,Fd1主要在光合组织中表达,根中几乎检测不到其表达量,这些结果说明水稻中有两个光合型Fd蛋白,其中Fd1是水稻中主要的光合型Fd。2.体外细胞色素c和NADP+光还原实验证明,Fd1和FdC2蛋白均可从PSI接受电子,Fd1可将接受的电子传递给FNR生成NADPH,为水稻碳同化提供还原力。但是,FdC2不能将电子传递给FNR生成NADPH,说明FdC2并不直接参与水稻光合碳同化,而是承担着其他水稻生长发育所必须的生物学功能,其真正的电子受体尚不清楚。亚细胞定位和免疫定位分析结果表明Fd1定位于水稻叶绿体。这些结果表明,作为水稻中主要的两个光合型Fd蛋白,Fd1主要参与水稻光合碳同化,而FdC2则可能执行某种补充或分流的作用,调控水稻生长发育。3.利用CRISPR/Cas9技术我们构建了fd1突变体。使用Swiss-Model工具对野生型和选定的三个ΔFd1突变蛋白三维结构分析发现,不同的转基因株系中Fd1基因均发生了功能丧失型突变。RT-qPCR结果表明,突变体中Fd1表达量显着下降。fd1突变体在三叶期前与野生型类似,但进入三叶期后叶片迅速黄化并死亡,无法正常进入四叶期。内源糖和NADPH含量测定结果表明fd1突变体三叶期后,内源糖和NADPH积累量远低于野生型,外施糖可以部分延长突变体的生长,随着外施糖浓度的升高,突变体的生长时间也相应延长。fd1突变体中Calvin-Benson循环相关基因的表达水平和酶活性较野生型明显下降。这些结果均表明Fd1影响水稻内源碳同化及碳同化产物的积累,对水稻的正常生长发育是必须的。4.与野生型相比fd1突变体三叶期后叶绿素含量急速下降,叶绿体数目明显减少,并且叶绿体内没有可见的淀粉颗粒,而野生型中则积累了大量的光合产物——淀粉粒,这说明三叶期后野生型开始进行光合碳同化,将碳同化产物积累于叶绿体,为水稻生长提供能源,而突变体由于光合受损,无法产生足够的光合产物,造成突变体中光合色素的快速降解和叶片迅速黄化并随之致死。5.叶绿素荧光参数测定结果表明,fd1突变体中Fv/Fm和φII的值显着低于野生型,说明突变体PSII的活性受到了强烈的抑制,在非光化学猝灭系数NPQ无明显变化的基础上造成光化学猝灭系数qP的明显降低,说明突变体中用于进行光合的光量子数比野生型明显减少,而非光合的光量子数几乎不变,同时突变体中电子传递率也显着降低。这些结果说明Fd1突变后,突变体的光合效率确实发生了明显的降低。6.在fd1突变体中FdC2的表达水平有所降低,而hdy1（fdc2突变体）突变体中Fd1表达也是降低的。与之对应的是fd1和hdy1突变体中Fd依赖基因的转录水平变化趋势基本一致。这些结果表明作为水稻中两个主要的光合型Fd,Fd1和FdC2并不是互为补充的关系,而是存在某种协同性。Fd1和FdC2虽然都参与水稻光合电子传递,但它们所参与的生物学途径并不重叠,都是水稻生长发育所必须的电子传递蛋白。
二、莱茵衣藻叶绿素暗合成突变体y-1类囊体膜形成过程中PSⅠ核心色素蛋白复合物CPⅠ的积累（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、莱茵衣藻叶绿素暗合成突变体y-1类囊体膜形成过程中PSⅠ核心色素蛋白复合物CPⅠ的积累（论文提纲范文）
（1）莱茵衣藻PPIase蛋白家族突变体的鉴定与亲免蛋白CYN28的功能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 PPIase蛋白特点 |
| 1.1.1 PPIase蛋白分类及结构 |
| 1.1.2 植物中的PPIase |
| 1.1.3 叶绿体中的PPIase |
| 1.2 莱茵衣藻PPIase蛋白研究进展 |
| 1.2.1 莱茵衣藻作为模式植物的优势 |
| 1.2.2 莱茵衣藻叶绿体中PPIase蛋白研究进展 |
| 1.3 光系统Ⅱ的组装与修复 |
| 1.3.1 光系统Ⅱ的组装机制 |
| 1.3.2 光系统Ⅱ的修复机制 |
| 1.3.3 参与光系统Ⅱ组装与修复的PPIase蛋白 |
| 1.3.4 光系统Ⅱ修复过程中FtsH的功能 |
| 1.4 研究内容及意义 |
| 第二章 PPIase突变体的鉴定及表型初步分析 |
| 2.1 实验材料和试剂 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 药品及试剂 |
| 2.2 方法 |
| 2.2.1 衣藻DNA的提取 |
| 2.2.2 PCR鉴定 |
| 2.2.3 琼脂糖凝胶电泳 |
| 2.2.4 衣藻RNA的提取 |
| 2.2.5 衣藻cDNA的合成 |
| 2.2.6 半定量PCR |
| 2.2.7 高光生长表型观察 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.3.1 PPIase突变体突变位置的鉴定 |
| 2.3.2 PPIase突变体的突变基因RNA表达水平的鉴定 |
| 2.3.3 PPIase突变体的生长表型观察 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 CYN28 蛋白功能探究 |
| 3.1 实验材料和试剂 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 药品及试剂 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 TAP液体培养基生长表型 |
| 3.2.2 衣藻蛋白提取 |
| 3.2.3 BN-PAGE |
| 3.2.4 western blot |
| 3.2.5 BN-2D |
| 3.2.6 载体构建 |
| 3.2.7 CYN28 转化株的筛选 |
| 3.2.8 免疫共沉淀(Co-IP) |
| 3.2.9 GST蛋白纯化 |
| 3.2.10 Bradford蛋白浓度测定 |
| 3.2.11 酵母双杂交 |
| 3.2.12 pull down |
| 3.2.13 PPIase酶活测定 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 cyn28 表型精确分析 |
| 3.3.2 CYPs的进化树分析 |
| 3.3.3 CYN28 突变体的回复 |
| 3.3.4 CYN28-GFP回复株的构建与筛选 |
| 3.3.5 Co-IP寻找与CYN28 互作的蛋白 |
| 3.3.6 CYN28与FtsH蛋白互作的验证 |
| 3.3.7 CYN28与FtsH互作的生理意义研究 |
| 3.3.8 CYN28 酶活性测定 |
| 3.3.9 CYN28 与光系统Ⅱ蛋白亚基的互作 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 其他PPIase基因回复载体的构建 |
| 4.1 实验材料和试剂 |
| 4.1.1 实验材料 |
| 4.1.2 药品及试剂 |
| 4.2 方法 |
| 4.2.1 回复载体的构建 |
| 4.2.2 重组质粒电转化 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 PPIase表达载体阳性克隆鉴定 |
| 4.3.2 E转化株筛选 |
| 4.3.3 B转化株筛选 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 附表Ⅰ 溶液配方 |
| 附表Ⅱ 缩略语对照表 |
| 附录Ⅲ 载体图谱 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（2）CYP38蛋白各结构域对其结构和功能的调控机制的探究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 前言 |
| 1.1 光合作用概述 |
| 1.2 PSⅡ晶体结构与PSⅡ重要蛋白 |
| 1.2.1 PSⅡ晶体结构 |
| 1.2.2 PSⅡ核心蛋白 |
| 1.2.3 PSⅡ外周蛋白 |
| 1.3 PSⅡ复合体组装与组装因子 |
| 1.3.1 PSⅡ复合体组装过程 |
| 1.3.2 PSⅡ复合体组装因子 |
| 1.4 PSⅡ复合体的修复与修复因子 |
| 1.4.1 PSⅡ复合体修复过程 |
| 1.4.2 PSⅡ复合体修复因子 |
| 1.5 拟南芥叶绿体中的亲免蛋白 |
| 1.6 CYP38 蛋白的研究进展 |
| 1.7 学位论文的选题背景和意义 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 培养条件 |
| 2.1.3 菌株与质粒 |
| 2.1.4 工具酶 |
| 2.1.5 试剂盒 |
| 2.1.6 抗生素 |
| 2.1.7 抗体 |
| 2.1.8 引物 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 载体构建 |
| 2.2.2 酵母双杂交 |
| 2.2.3 体外蛋白的提取与纯化 |
| 2.2.4 体外pull-down实验 |
| 2.2.5 聚丙烯酰胺凝胶电泳及免疫印迹分析 |
| 2.2.6 抗体纯化 |
| 2.2.7 拟南芥基因组DNA的提取 |
| 2.2.8 农杆菌转化 |
| 2.2.9 转基因植物的筛选与鉴定 |
| 2.2.10 拟南芥总蛋白的提取 |
| 2.2.11 拟南芥总RNA的提取 |
| 2.2.12 反转录PCR |
| 2.2.13 叶绿体类囊体膜的提取及蓝色非变形凝胶电泳 |
| 2.2.14 2D SDS-PAGE分析 |
| 2.2.15 叶绿体亚组分分离实验 |
| 2.2.16 体内Co-IP实验 |
| 第三章 结果与分析 |
| 3.1 CYP38 的C端结构域的保守氨基酸对其结构和功能的影响 |
| 3.1.1 CYP38 突变蛋白与CP47 E-loop体外相互作用的研究 |
| 3.1.2 CYP38 突变蛋白在植物体内功能的分析 |
| 3.1.3 保守氨基酸对C端结构域功能影响的分析 |
| 3.1.4 CYP38 突变蛋白在叶绿体中的分布 |
| 3.1.5 CYP38 突变蛋白与类囊体膜复合体结合的分析 |
| 3.1.6 保守氨基酸对CYP38 结构的影响 |
| 3.2 CYP38 N端结构域的功能分析 |
| 3.2.1 N端结构域对CYP38 结构和功能的影响 |
| 3.2.2 N端结构域在CYP38 与类囊体膜结合中的功能分析 |
| 3.2.3 N端结构域在CYP38 与类囊体膜复合体结合中的功能分析 |
| 3.3 CYP38 酸性loop区的功能分析 |
| 3.3.1 loop区碱性氨基酸在不同程度上影响CYP38 的结构和功能 |
| 3.3.2 loop区酸性氨基酸不影响CYP38 的结构和功能 |
| 3.3.3 碱性氨基酸影响CYP38 与类囊体膜的结合 |
| 3.3.4 碱性氨基酸在CYP38 参与类囊体膜复合体组装过程中的功能分析 |
| 3.4 CYP38与PSⅡ核心蛋白相互作用的分析 |
| 第四章 讨论 |
| 4.1 C端结构域中保守氨基酸的重要性 |
| 4.2 N端结构域的92-124 个氨基酸负责两个结构域之间的相互作用 |
| 4.3 碱性氨基酸调节两个结构域之间的相互作用 |
| 4.4 CYP38 与类囊体膜的结合 |
| 4.5 CYP38 的工作机制模型 |
| 4.6 CYP38 工作机制探究的重要性 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）微藻胞内质体醌和泛醌合成调控及对生长代谢的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微藻简介及其应用前景 |
| 1.1.1 微藻简介 |
| 1.1.2 微藻的应用前景 |
| 1.2 质体醌和泛醌是微藻重要氧化还原辅助因子 |
| 1.3 质体醌的合成途径及其功能 |
| 1.3.1 集胞藻中质体醌的合成途径 |
| 1.3.2 莱茵衣藻中的质体醌合成途径 |
| 1.3.3 质体醌的功能及其相关代谢调控研究 |
| 1.4 泛醌的合成途径及其功能 |
| 1.4.1 莱茵衣藻中泛醌的合成途径 |
| 1.4.2 泛醌相关代谢工程研究 |
| 1.5 对羟基苯甲酸多异戊烯转移酶(LePGT) |
| 1.6 本论文的研究内容和研究意义 |
| 第二章 过表达LePGT对集胞藻的生长代谢的影响 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 主要器材 |
| 2.2.2 藻种和菌株的培养和常用的培养基 |
| 2.2.3 质粒pUC-LePGT的构建 |
| 2.2.4 集胞藻的自然转化及转化子筛选鉴定 |
| 2.2.5 集胞藻的生长曲线和细胞色素含量测定 |
| 2.2.6 集胞藻的叶绿素荧光参数测定 |
| 2.2.7 集胞藻的呼吸速率测定 |
| 2.2.8 集胞藻胞内质体醌含量测定 |
| 2.2.9 集胞藻胞内代谢产物含量测定 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 同源重组表达载体pUC-LePGT的构建 |
| 2.3.2 集胞藻转化子的鉴定 |
| 2.3.3 过表达LePGT对集胞藻的生长和细胞色素的影响 |
| 2.3.4 过表达LePGT对集胞藻胞内质体醌含量的影响 |
| 2.3.5 过表达LePGT对集胞藻的光合作用和呼吸作用的影响 |
| 2.3.6 过表达LePGT对集胞藻的胞内代谢产物的影响 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 添加对羟基苯甲酸(4-HB)对集胞藻的生长代谢的影响 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 主要实验器材 |
| 3.2.2 菌株和藻种的培养和常用的培养基 |
| 3.2.3 集胞藻的生长曲线和细胞色素含量测定 |
| 3.2.4 集胞藻的叶绿素荧光参数的测定 |
| 3.2.5 集胞藻的呼吸速率测定 |
| 3.2.6 集胞藻胞内质体醌含量测定 |
| 3.2.7 集胞藻胞内代谢产物含量测定 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 添加不同浓度4-HB对集胞藻的生长和细胞色素含量的影响 |
| 3.3.2 添加不同浓度4-HB对集胞藻的质体醌含量的影响 |
| 3.3.3 添加不同浓度4-HB对集胞藻的光合作用和呼吸作用的影响 |
| 3.3.4 添加不同浓度4-HB对集胞藻的胞内代谢产物含量的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 添加对羟基苯甲酸(4-HB)对莱茵衣藻的生长代谢的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 主要实验器材 |
| 4.2.2 菌株和藻种的培养和常用的培养基 |
| 4.2.3 莱茵衣藻的生长曲线和细胞色素含量的测定 |
| 4.2.4 莱茵衣藻胞内质体醌和泛醌含量测定 |
| 4.2.5 莱茵衣藻的叶绿素荧光参数的测定 |
| 4.2.6 莱茵衣藻的暗呼吸速率测定 |
| 4.2.7 莱茵衣藻胞内代谢产物含量测定 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 添加不同浓度4-HB对莱茵衣藻生长和细胞色素的影响 |
| 4.3.2 添加不同浓度4-HB对莱茵衣藻中质体醌和泛醌含量的影响 |
| 4.3.3 添加不同浓度4-HB对莱茵衣藻的光合作用和呼吸作用的影响 |
| 4.3.4 添加不同浓度4-HB对莱茵衣藻的胞内代谢产物含量的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 过表达LePGT对莱茵衣藻的生长代谢的影响 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 主要实验器材 |
| 5.2.2 菌株和藻种的培养和常用的培养基 |
| 5.2.3 pOpt-LePGT质粒的构建 |
| 5.2.4 莱茵衣藻的玻璃珠转化及转化子筛选和鉴定 |
| 5.2.5 莱茵衣藻生长曲线和细胞色素含量的测定 |
| 5.2.6 莱茵衣藻胞内质体醌和泛醌含量的HPLC分析 |
| 5.2.7 莱茵衣藻的叶绿素荧光参数测定 |
| 5.2.8 莱茵衣藻的呼吸速率的测定 |
| 5.2.9 莱茵衣藻胞内代谢产物含量测定 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 莱茵衣藻表达载体的构建和转化子鉴定 |
| 5.3.2 过表达LePGT对莱茵衣藻的生长和细胞色素的影响 |
| 5.3.3 过表达LePGT对莱茵衣藻胞内质体醌和泛醌含量的调控 |
| 5.3.4 过表达LePGT对莱茵衣藻的光合作用和呼吸作用的影响 |
| 5.3.5 过表达LePGT对莱茵衣藻胞内代谢产物的影响 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表论文 |
| 致谢 |
（4）拟南芥D1蛋白成熟过程的生理意义研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 光合作用概述 |
| 1.2 PSⅡ是光合电子传递链中重要的蛋白复合体 |
| 1.3 PSⅡ复合体实现光能捕获到水分子裂解的结构基础 |
| 1.4 PSⅡ复合体的维持及演化 |
| 1.4.1 PSⅡ超级复合体的从头生物合成及光损伤修复 |
| 1.4.2 维持PSⅡ超级复合体各亚基计量数稳定的CORR假说 |
| 1.4.3 PSⅡ反应中心演化过程 |
| 1.5 D1 蛋白概述 |
| 1.6 CTP研究概述 |
| 1.7 本课题研究目的及意义 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 植物材料及培养条件 |
| 2.1.2 菌株与载体 |
| 2.1.3 抗生素 |
| 2.1.4 引物 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 产氧光合生物Ctp蛋白检索、序列比对及系统发育树构建 |
| 2.2.2 拟南芥种子消毒灭菌 |
| 2.2.3 拟南芥T-DNA插入突变体鉴定 |
| 2.2.4 拟南芥CRISPR/Cas9 系统构建atctpb-1 突变体及鉴定方法 |
| 2.2.5 植物RNA提取、反转录和实时定量PCR |
| 2.2.6 SDS-PAGE、SDS-urea-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳及免疫印迹分析 |
| 2.2.7 抗体制备及纯化 |
| 2.2.8 叶绿体提取 |
| 2.2.9 叶绿体亚细胞器定位分析 |
| 2.2.10 BN-PAGE 蛋白电泳/SDS-PAGE 蛋白电泳 |
| 2.2.11 载体构建 |
| 2.2.12 DH5α、BL-21和GV3101 感受态细胞制备与转化 |
| 2.2.13 体外Ctp蛋白提取及酶活性实验 |
| 2.2.14 植物转基因实验 |
| 2.2.15 植物荧光参数测量 |
| 2.2.16 Ctp蛋白三维结构分析 |
| 第三章 实验结果与分析 |
| 3.1 CtpA从 CtpB和 CtpC分化而来并在产氧光合生物中演化出剪切pD1 的功能 |
| 3.1.1 CtpA、CtpB和 CtpC在产氧光合生物演化的早期就发生了分化 |
| 3.1.2 拟南芥CtpB和 CtpC蛋白的缺失不会改变植物的生长和 D1 蛋白的成熟 |
| 3.1.3 其它光合模式生物的CtpA蛋白可以剪切拟南芥pD1 蛋白 |
| 3.1.4 AtCtpA在剪切拟南芥和蓝藻pD1 蛋白时表现最强的酶切活性 |
| 3.1.5 突变体atctpa中35S启动子驱动的AtCtpB和 AtCtpC表型分析 |
| 3.1.6 AtCtpB和 AtCtpC蛋白体外活性测试中不能剪切pD1 蛋白的碳末端 |
| 3.1.7 产氧光合生物的CtpB和 CtpC蛋白酶都没有剪切pD1 蛋白的活性 |
| 3.2 D1 蛋白成熟的结果而非过程对PSⅡ的功能是必须的 |
| 3.2.1 两种替代D1 成熟的方案 |
| 3.2.2 核编码的成熟D1 蛋白可以进入叶绿体恢复atctpa突变体表型 |
| 3.2.3 外源成熟D1 可以正常组装PSⅡ复合体 |
| 3.2.4 外源成熟D1 蛋白构成的PSⅡ复合体显示正常的光合活性 |
| 3.2.5 外源成熟的D1 蛋白可以修复光损伤的PSⅡ复合体 |
| 3.2.6 叶绿体基质中成熟的D1 蛋白同样可以恢复atctpa突变体的表型 |
| 3.2.7 叶绿体基质成熟的D1 蛋白同样可以用于组装PSⅡ超级复合体 |
| 3.2.8 叶绿体基质成熟D1 蛋白构成的PSⅡ复合体与野生型显示一样的活性 |
| 第四章 讨论 |
| 4.1 AtCtpA是拟南芥D1 蛋白成熟的唯一功能酶 |
| 4.2 产氧光合生物中CtpA蛋白酶的共同祖先在演化过程中获得了剪切pD1 的活性 |
| 4.3 CtpA与 pD1 底物的关系 |
| 4.4 D1 蛋白的碳末端延伸对于产氧光合生物可能是不必要的 |
| 4.5 D1 蛋白叶绿体内合成和碳末端肽酶类囊体腔内剪切对光合生物更有利 |
| 4.6 核编码的D1 蛋白可以完全互补叶绿体pD1 蛋白成熟的缺陷表型 |
| 4.7 基于D1 蛋白和CtpA蛋白酶的产氧光合作用演化观点 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）NaHSO3增强蓝藻突变株Δ135光合产氢能力的机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写 |
| 第1章 文献综述微藻光合制氢的研究进展 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 微藻光合产氢的研究历程 |
| 1.3 微藻光合产氢的机理 |
| 1.3.1 微藻光合产氢的氢酶和电子传递途径 |
| 1.3.2 微藻氢化酶对氧气的敏感性 |
| 1.4 厌氧环境下微藻可持续光合产氢 |
| 1.4.1 缺硫法 |
| 1.4.2 改变光合/呼吸比率 |
| 1.4.3 添加NaHSO_3提高微藻光合产氢 |
| 1.5 通过基因工程提高微藻光合产氢的策略 |
| 1.5.1 构建NDH-1 缺失突变株 |
| 1.5.2 呼吸末端氧化酶的改造 |
| 1.5.3 硝酸盐同化途径突变株 |
| 1.5.4 截短捕光天线 |
| 1.6 本论文研究的目的和意义 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 细胞培养方法 |
| 2.2 突变体库质粒的提取 |
| 2.3 集胞藻6803 的自然转化 |
| 2.4 亚硫酸氢钠背景下突变株筛选 |
| 2.5 集胞藻6803总DNA和 RNA的提取 |
| 2.6 突变株基因插入位点鉴定 |
| 2.7 突变株DNA和 RNA水平整合鉴定 |
| 2.8 集胞藻6803 细胞密度和叶绿素浓度测定 |
| 2.9 产氢积累量的测定 |
| 2.10 叶绿素荧光参数的测定 |
| 2.11 光系统Ⅱ光合放氧的测定 |
| 2.12 细胞内ROS的测定 |
| 2.13 溶解氧的测定 |
| 第3章 结果与分析 |
| 3.1 突变株的筛选 |
| 3.2 突变株转座子插入位点鉴定 |
| 3.3 突变株整合度鉴定和回补株的构建 |
| 3.4 突变株与野生型光合产氢积累量测定 |
| 3.5 Δ135 具有高光生长变黄但F_v/F_m更高的表型 |
| 3.6 产氢条件下Δ135和WT的 PSⅡ活性差异 |
| 3.7 产氢条件下Δ135和WT的 PSⅠ活性差异 |
| 3.8 产氢条件下Δ135和WT的 ROS含量差异 |
| 3.9 产氢条件下Δ135 和WT的溶解氧差异 |
| 3.10 Δ135 和野生型产氢积累量的差异是来自于PSⅡ |
| 第4章 讨论与结论 |
| 4.1 讨论 |
| 4.2 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）OsPPR16在水稻早期叶绿体发育过程中的功能鉴定及机制解析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 1 前言 |
| 1.1 研究问题的由来 |
| 1.2 叶绿体基因组 |
| 1.2.1 叶绿体基因组结构 |
| 1.2.2 叶绿体编码的光合作用相关基因 |
| 1.2.3 叶绿体编码的遗传系统相关基因 |
| 1.3 叶绿体转录系统 |
| 1.3.1 细菌型RNA聚合酶PEP |
| 1.3.2 噬菌体型RNA聚合酶NEP |
| 1.3.3 PEP与 NEP的分工 |
| 1.3.4 影响NEP和 PEP活性的蛋白 |
| 1.4 叶绿体反向信号 |
| 1.5 PPR蛋白调控叶绿体基因的表达 |
| 1.5.1 PPR蛋白 |
| 1.5.2 PPR蛋白参与叶绿体蛋白翻译的调控 |
| 1.5.3 PPR蛋白影响叶绿体RNA的稳定性 |
| 1.5.4 PPR蛋白参与叶绿体RNA剪接 |
| 1.5.5 PPR蛋白参与叶绿体RNA编辑 |
| 1.6 研究目的和意义 |
| 2 材料和方法 |
| 2.1 水稻材料、生长条件和菌株 |
| 2.2 遗传转化 |
| 2.3 PPR基因的敲除 |
| 2.4 OsPPR16的干涉试验 |
| 2.5 osppr16突变体的回补试验 |
| 2.6 透射电镜观察叶绿体结构 |
| 2.7 水稻叶片叶绿素(Chlorophyll,Chl)含量测定 |
| 2.8 OsPPR16亚细胞定位 |
| 2.9 序列分析和系统学研究 |
| 2.10 叶绿体RNA编辑和剪接的检测 |
| 2.11 实时荧光定量PCR |
| 2.12 Northern blot |
| 2.13 Western blot |
| 2.14 酵母双杂交 |
| 2.15 原核表达 |
| 2.16 酵母单杂交 |
| 2.17 DNA pull-down和质谱鉴定蛋白 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 30个PPR基因突变体的基因型和表型鉴定 |
| 3.2 osppr16突变体的基因型和表型鉴定 |
| 3.3 osppr16突变体的农艺性状 |
| 3.4 在早期叶片发育过程中osppr16 突变体的Chl合成变慢 |
| 3.5 OsPPR16影响叶绿体的发育 |
| 3.6 OsPPR16 编码一个PLS-DYW亚组PPR蛋白 |
| 3.7 OsPPR16在幼叶中优势表达 |
| 3.8 OsPPR16蛋白定位于叶绿体拟核 |
| 3.9 osppr16 突变体中rpoB-545 的编辑受阻 |
| 3.10 RNAi植株中rpoB-545 的编辑效率降低 |
| 3.11 OsPPR16 可以回补osppr16 突变体的表型 |
| 3.12 osppr16 突变体早期叶片中PEP的 RpoB亚基的含量减少 |
| 3.13 rpoB-545 编辑的缺失影响RpoB蛋白的结构 |
| 3.14 早期叶片发育过程中 osppr16 突变体中 PEP 转录能力降低 |
| 3.15 早期叶片发育过程中osppr16 突变体中t RNAGlu的合成受阻 |
| 3.16 osppr16 突变体中Chl合成基因的表达被上调 |
| 3.17 osppr16 突变体表现出gun突变体表型 |
| 3.18 OsPPR16与MORF互作 |
| 4 讨论 |
| 4.1 OsPPR16 是一个特异编辑rpoB-545 的编辑因子 |
| 4.2 rpoB-545的编辑在水稻早期叶片发育过程中具有重要作用 |
| 4.3 rpoB-545 的编辑影响早期叶片发育过程中 PEP 的转录能力 |
| 4.4 PEPβ亚基含量变化的原因 |
| 4.5 OsPPR16对早期叶绿体发育具有重要作用 |
| 4.6 展望 |
| 4.6.1 OsPPR16在叶绿体的发育中的调控作用 |
| 4.6.2 转录因子对OsPPR16表达的调控 |
| 4.6.3 探究OsPPR16潜在的应用价值 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 :部分实验的详细操作程序 |
| 附录2 :附表 |
| 附录3 :作者简介 |
| 个人简介 |
| 在读期间发表论文 |
| 在读期间申请发明专利 |
| 会议摘要 |
| 致谢 |
（7）脐橙果皮色泽变异及番茄红素β-环化酶的调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 第一章 前言 |
| 1 课题的提出 |
| 2 前人研究进展 |
| 2.1 芽变的研究进展 |
| 2.1.1 芽变的产生 |
| 2.1.2 芽变机理的研究 |
| 2.1.3 芽变的价值 |
| 2.2 植物扇形嵌合体的研究进展 |
| 2.3 植物叶绿素降解的研究进展 |
| 2.3.1 叶绿素降解的研究概况 |
| 2.3.2 植物叶绿素降解途径 |
| 2.3.3 叶片和果实叶绿素降解的差异 |
| 2.3.4 滞绿基因STAY-GREEN(SGR)研究进展 |
| 2.3.5 植物滞绿突变体 |
| 2.4 植物类胡萝卜素代谢的研究进展 |
| 2.4.1 类胡萝卜素简介 |
| 2.4.2 植物类胡萝卜素代谢途径 |
| 2.4.3 植物类胡萝卜素代谢的转录调控 |
| 2.4.4类胡萝卜素代谢与番茄红素β-环化酶2 |
| 2.5 柑橘果实成熟过程中叶绿素降解和类胡萝卜素合成的研究进展 |
| 2.5.1 柑橘果实叶绿素降解及其调控 |
| 2.5.2 柑橘果实类胡萝卜素代谢及其调控 |
| 2.5.3 柑橘果实色泽突变体 |
| 3 研究目的与内容 |
| 第二章 :脐橙果皮棕色变异‘宗橙’的表型及其突变机制 |
| 1 引言 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 菌株、质粒和载体 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 果实常规生理指标测定 |
| 2.2.1.1 果实横径、纵径、果皮厚度测量和果重称量 |
| 2.2.1.2 果实色差测定 |
| 2.2.1.3 果实硬度测定 |
| 2.2.1.4 可溶性固形物和可滴定酸含量测定 |
| 2.2.1.5 维生素C含量测定 |
| 2.2.2 叶绿素提取及测定 |
| 2.2.3 类胡萝卜素提取及测定 |
| 2.2.4 激素提取及测定 |
| 2.2.5 初生代谢物提取及测定 |
| 2.2.6 挥发性代谢物提取及测定 |
| 2.2.7 淀粉含量测定及分析 |
| 2.2.8 显微镜及电镜观察 |
| 2.2.8.1 体式显微镜观察 |
| 2.2.8.2 倒置显微镜观察 |
| 2.2.8.3 透射电镜观察 |
| 2.2.9 果实的前期处理、贮藏和取样 |
| 2.2.10 呼吸速率测定 |
| 2.2.11 失重率测定 |
| 2.2.12 腐烂率测定 |
| 2.2.13 异味物质测定 |
| 2.2.14 青霉菌接种及取样 |
| 2.2.15 倍性鉴定 |
| 2.2.16 转录组分析 |
| 2.2.17 加权基因共表达网络分析(WGCNA) |
| 2.2.18 DNA提取与基因组重测序分析 |
| 2.2.19 RNA提取与c DNA合成 |
| 2.2.20 基因克隆、序列分析、系统树构建及3D结构预测分析 |
| 2.2.21 实时荧光定量PCR分析 |
| 2.2.22 总蛋白提取和Western blot分析 |
| 2.2.23 亚细胞定位 |
| 2.2.24 烟草瞬时表达 |
| 2.2.25 柑橘叶片黑暗处理 |
| 2.2.26 光系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学效率(Fv/Fm)测定 |
| 2.2.27 类胡萝卜素工程菌实验 |
| 2.2.28 农杆菌介导的柑橘愈伤组织遗传转化 |
| 2.2.29 酵母双杂(Y2H) |
| 2.2.30 双分子荧光互补实验(BiFC) |
| 2.2.31 数据分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 ‘宗橙’的来源 |
| 3.2‘宗橙’的农艺性状与果实常规生理指标 |
| 3.3 ‘宗橙’果实有色层显微结构特征 |
| 3.4 ‘宗橙’果实有色层叶绿素含量变化 |
| 3.5 ‘宗橙’果实有色层类胡萝卜素含量变化 |
| 3.6 ‘宗橙’果实有色层激素含量变化 |
| 3.7 ‘宗橙’果实有色层初生代谢物变化 |
| 3.8 ‘宗橙’果实有色层挥发性代谢物变化 |
| 3.9 ‘宗橙’有色层淀粉颗粒和淀粉含量变化 |
| 3.10 贮藏期‘宗橙’果实常规品质变化 |
| 3.10.1 果实表型变化 |
| 3.10.2 果实色差值变化 |
| 3.10.3 果实可溶性固形物和可滴定酸的含量变化 |
| 3.10.4 果实硬度变化 |
| 3.10.5 果实出汁率变化 |
| 3.11 贮藏期‘宗橙’果实失重率变化 |
| 3.12 贮藏期‘宗橙’果实腐烂率变化 |
| 3.13 贮藏期‘宗橙’果实呼吸强度变化 |
| 3.14 贮藏期‘宗橙’果实异味物质变化 |
| 3.15 贮藏期‘宗橙’果实激素含量变化 |
| 3.16 贮藏期‘宗橙’果实初生代谢物含量变化 |
| 3.17 贮藏期‘宗橙’果实挥发性代谢物含量变化 |
| 3.18 ‘宗橙’果实对青霉菌的抗性 |
| 3.19 ‘宗橙’倍性鉴定 |
| 3.20 ‘宗橙’突变基因鉴定 |
| 3.20.1 ‘宗橙’和‘伦晚脐橙’的比较转录组分析 |
| 3.20.2 ‘宗橙’扇形嵌合体不同部位的比较转录组分析 |
| 3.20.3 ‘宗橙’和伦晚的基因组重测序比较分析 |
| 3.20.4 ‘宗橙’突变基因鉴定 |
| 3.20.5 ‘宗橙’中SGR基因表达分析 |
| 3.20.6 ‘宗橙’中SGR基因的克隆和测序分析 |
| 3.20.7 ‘宗橙’中SGR蛋白序列及蛋白表达分析 |
| 3.21 柑橘SGR基因及其同源基因SGRL的系统树分析 |
| 3.22 柑橘SGR基因的表达分析 |
| 3.23 SGR基因的亚细胞定位 |
| 3.24 SGR基因促进叶绿素降解 |
| 3.24.1 SGR基因瞬时表达烟草叶片 |
| 3.24.2 ‘宗橙’和‘伦晚脐橙’枯叶的表型对比 |
| 3.24.3 ‘宗橙’和‘伦晚脐橙’叶片的黑暗处理比较 |
| 3.25 SGR基因抑制类胡萝卜素合成 |
| 3.25.1 SGR等位基因超表达类胡萝卜素工程菌分析 |
| 3.25.2 SGR等位基因超表达柑橘愈伤组织分析 |
| 3.26 SGR与 PSY蛋白互作分析 |
| 3.27 ‘宗橙’SGR突变的多效性 |
| 4 讨论 |
| 4.1 ‘宗橙’的突变机理 |
| 4.2 柑橘 SGR 等位基因的功能分化 |
| 4.3 柑果中叶绿素和类胡萝卜素代谢调控 |
| 4.4 ‘宗橙’的价值及开发利用 |
| 4.5 ‘宗橙’和‘伦晚脐橙’在采后贮藏特性和抗性上差异产生的可能机制 |
| 第三章 :甜橙CsLCYb2 及其互作转录因子在果实色泽形成中的功能 |
| 1 引言 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 菌株、质粒和载体 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 系统树构建、蛋白序列及3D结构分析 |
| 2.2.2 DNA提取、RNA提取及c DNA合成 |
| 2.2.3 基因克隆,序列分析及系统树构建 |
| 2.2.4 实时定量PCR |
| 2.2.5 农杆菌介导的番茄遗传转化 |
| 2.2.6 类胡萝卜素提取及测定 |
| 2.2.7 透射电镜观察 |
| 2.2.8 激素提取及测定 |
| 2.2.9 初生代谢物提取及测定 |
| 2.2.10 酵母单杂(Y1H) |
| 2.2.11 烟草瞬时表达及双荧光素酶检测 |
| 2.2.12 凝胶阻滞实验(EMSA) |
| 2.2.13 蛋白提取和Western blot分析 |
| 2.2.14 亚细胞定位 |
| 2.2.15 转录活性分析 |
| 2.2.16 农杆菌介导的柑橘愈伤组织遗传转化 |
| 2.2.17 总叶绿素提取及测定 |
| 2.2.18 数据分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 CsLCYb2 等位基因的系统树、蛋白序列及3D结构分析 |
| 3.2 番茄CsLCYb2 等位基因超表达系的获得和表型分析 |
| 3.3 番茄CsLCYb2 等位基因超表达系果实类胡萝卜素含量及基因表达分析 |
| 3.4 番茄CsLCYb2 等位基因超表达系叶片类胡萝卜素含量及基因表达分析 |
| 3.5 番茄CsLCYb2 等位基因超表达系果实质体超微结构观察 |
| 3.6 番茄CsLCYb2 等位基因超表达系番茄果实激素含量分析 |
| 3.7 番茄CsLCYb2 等位基因超表达系果实初生代谢物分析 |
| 3.8 柑橘CsLCYb2a启动子单杂筛库结果与分析 |
| 3.8.1 诱饵酵母菌株的AbA最佳使用浓度 |
| 3.8.2 酵母单杂筛库 |
| 3.8.3 阳性克隆的序列分析 |
| 3.9 转录因子CsMADS3 的功能研究 |
| 3.9.1 CsMADS3 蛋白与CsLCYb2 启动子互作验证 |
| 3.9.1.1 Y1H验证 |
| 3.9.1.2 双荧光素酶验证 |
| 3.9.1.3 EMSA验证 |
| 3.9.2 CsMADS3 基因序列和蛋白特性分析 |
| 3.9.3 CsMADS3 基因表达分析 |
| 3.9.4 CsMADS3 蛋白转录活性分析 |
| 3.9.5 CsMADS3 蛋白亚细胞定位 |
| 3.9.6 CsMADS3 超表达柑橘愈伤的功能分析 |
| 3.9.6.1 柑橘愈伤CsMADS3 超表达系的获得和表型分析 |
| 3.9.6.2 柑橘愈伤CsMADS3 超表达系内质体超微结构观察 |
| 3.9.6.3 柑橘愈伤CsMADS3 超表达系类胡萝卜素含量分析 |
| 3.9.6.4 柑橘愈伤CsMADS3 超表达系类胡萝卜素基因表达分析 |
| 3.9.6.5 柑橘愈伤CsMADS3 超表达系类激素含量分析 |
| 3.9.7 CsMADS3 超表达番茄的功能分析 |
| 3.9.7.1 番茄CsMADS3 超表达系的获得和表型分析 |
| 3.9.7.2 番茄CsMADS3 超表达系果实类胡萝卜素含量分析 |
| 3.9.7.3 番茄CsMADS3 超表达系果实类胡萝卜素基因表达分析 |
| 3.9.7.4 番茄CsMADS3 超表达系果实有色体超微结构观察 |
| 3.9.7.5 番茄CsMADS3 超表达系果实激素含量分析 |
| 3.9.7.6 番茄CsMADS3 超表达系果实叶绿素含量及叶绿素降解相关基因表达分析 |
| 3.9.8 CsMADS3 蛋白与类胡萝卜代谢和叶绿素降解途径基因启动子互作验证 |
| 3.9.8.1 EMSA验证 |
| 3.9.8.2 双荧光素酶验证 |
| 3.10 转录因子CsERF061的功能研究 |
| 3.10.1 CsERF061 蛋白与CsLCYb2 启动子互作验证 |
| 3.10.1.1 Y1H验证 |
| 3.10.1.2 EMSA验证 |
| 3.10.1.3 双荧光素酶验证 |
| 3.10.2 CsERF061基因序列和蛋白特性分析 |
| 3.10.3 CsERF061基因表达分析及乙烯响应 |
| 3.10.4 CsERF061蛋白亚细胞定位 |
| 3.10.5 CsERF061蛋白转录活性分析 |
| 3.10.6 CsERF061超表达柑橘愈伤的功能分析 |
| 3.10.6.1 柑橘愈伤CsERF061超表达系的获得和表型分析 |
| 3.10.6.2 柑橘愈伤CsERF061超表达系内质体超微结构观察 |
| 3.10.6.3 柑橘愈伤CsERF061超表达系类胡萝卜素含量分析 |
| 3.10.6.4 柑橘愈伤CsERF061超表达系类胡萝卜素基因表达分析 |
| 3.10.6.5 柑橘愈伤CsERF061超表达系激素含量分析 |
| 3.10.7 CsERF061超表达番茄的功能分析 |
| 3.10.7.1 番茄CsERF061超表达系的获得和表型分析 |
| 3.10.7.2 番茄CsERF061超表达系类胡萝卜素含量分析 |
| 3.10.7.3 番茄CsERF061超表达系类胡萝卜素基因表达分析 |
| 3.10.7.4 番茄CsERF061超表达系果实有色体超微结构观察 |
| 3.10.7.5 番茄CsERF061超表达系类激素含量分析 |
| 3.10.8 CsERF061蛋白与其它类胡萝卜代谢代谢途径基因启动子互作验证 |
| 3.10.8.1 EMSA验证 |
| 3.10.8.2 双荧光素酶验证 |
| 4 讨论 |
| 4.1 柑橘CsLCYb2 等位基因的功能差异 |
| 4.2 柑橘CsLCYb2 等位基因超表达对番茄果实代谢流的影响 |
| 4.3 柑橘CsLCYb2 等位基因丰富了合成生物学工具箱 |
| 4.4 CsMADS3 直接调控叶绿素降解和类胡萝卜代谢 |
| 4.5 CsERF061响应乙烯并直接调控类胡萝卜代谢 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 I 部分实验图表 |
| 附录 Ⅱ 攻读博士期间的科研成果 |
| 致谢 |
（8）植物fibrillin家族蛋白的进化分析及其在水稻叶绿体中的功能鉴定（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 叶绿体是植物细胞中重要的细胞器 |
| 1.1.1 叶绿体的起源与发育 |
| 1.1.2 叶绿体的结构与功能 |
| 1.1.3 叶绿体与质体之间的相互转换 |
| 1.2 质体小球是质体中重要的亚细胞器结构 |
| 1.2.1 质体小球的发现 |
| 1.2.2 质体小球的结构和成分 |
| 1.2.3 质体小球蛋白的功能 |
| 1.2.4 质体小球参与植物的生长发育和逆境响应 |
| 1.3 质体中FBN蛋白家族的发现及生物学功能研究 |
| 1.3.1 FBNs家族蛋白的发现 |
| 1.3.2 FBNs家族蛋白参与植物生长发育过程 |
| 1.3.3 FBNs家族蛋白参与植物非生物胁迫的响应 |
| 1.4 研究目的和意义 |
| 第二章 植物FBN基因家族的进化和表达分析 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 植物FBNs基因家族序列的搜集 |
| 2.1.2 FBNs蛋白家族的系统进化树构建 |
| 2.1.3 染色体定位和共线性分析 |
| 2.1.4 FBNs基因保守基序和启动子分析 |
| 2.1.5 植物FBNs基因结构分析 |
| 2.1.6 水稻全生育期芯片表达谱分析 |
| 2.1.7 载体构建和定点突变 |
| 2.1.8 烟草体系亚细胞定位 |
| 2.1.9 蛋白的纯化和体外脂肪酸结合活性检测 |
| 2.1.10 水稻苗期非生物逆境处理 |
| 2.1.11 RNA提取和反转录 |
| 2.1.12 荧光定量PCR(q RT-PCR) |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 植物FBNs家族蛋白的系统进化分析 |
| 2.2.2 植物FBNs家族蛋白的结构域和基序分析 |
| 2.2.3 OsFBNs家族蛋白的结构分析 |
| 2.2.4 OsFBNs家族蛋白的亚细胞定位分析 |
| 2.2.5 OsPAP结构域的体外脂质结合生化实验 |
| 2.2.6 OsFBNs家族基因启动子顺式作用元件的分析 |
| 2.2.7 OsFBNs家族基因在不同发育时期和温度胁迫下的表达分析 |
| 2.3 讨论 |
| 2.3.1 植物FBNs蛋白的鉴定和进化分析 |
| 2.3.2 高等植物FBNs家族蛋白的结构和功能分析 |
| 2.3.3 FBN11 蛋白PKC激酶结构域在叶绿体中的功能 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 OsFBN1 基因调控PGs形成和耐热性的功能分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 载体构建 |
| 3.1.2 农杆菌介导的水稻愈伤转基因流程 |
| 3.1.3 原核表达蛋白的诱导与纯化 |
| 3.1.4 亚细胞定位 |
| 3.1.5 分蘖期高温逆境处理 |
| 3.1.6 RNA提取与荧光定量PCR(q RT-PCR)检测 |
| 3.1.7 叶片光合速率的测定 |
| 3.1.8 叶绿体透射电子显微镜(TEM)观察 |
| 3.1.9 脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)含量测定 |
| 3.1.10 同源蛋白的序列比对分析 |
| 3.1.11 数据统计分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 OsFBN1的生物信息学和亚细胞定位分析 |
| 3.2.2 OsFBN1的体外脂肪酸结合活性检测 |
| 3.2.3 在高温胁迫中,OsFBN1对水稻分蘖和结实率的影响 |
| 3.2.4 在高温胁迫中,OsFBN1 对叶片光合速率和JA含量的影响 |
| 3.2.5 在不同发育期和高温胁迫下,OsFBN1 对叶绿体中PGs形成的影响 |
| 3.2.6 高温胁迫条件下OsFBN1 对脂类代谢和JA合成相关基因表达的影响 |
| 3.3 讨论 |
| 3.3.1 FBN1同源蛋白在质体中的亚细胞定位存在多样性 |
| 3.3.2 在高温生长条件下,OsFBN1 超表达降低JA合成和结实率 |
| 3.3.3 高温胁迫条件下,OsFBN1超表达促进叶绿体中质体小球的形成 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 OsFBN7 调控PGs形成和开花期耐热性的功能鉴定 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 同源蛋白的序列比对分析 |
| 4.1.2 水稻原生质体中的亚细胞定位 |
| 4.1.3 组织定位(GUS染色) |
| 4.1.4 BiFC互作验证 |
| 4.1.5 Co-IP验证蛋白质互作 |
| 4.1.6 KAS I/II/III酶活性测定 |
| 4.1.7 转录组测序及数据分析 |
| 4.1.8 开花期叶绿体内脂类含量测定 |
| 4.1.9 开花期高温处理 |
| 4.1.10 生理指标测定 |
| 4.1.11 RNA提取与荧光定量PCR(q RT-PCR)检测 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 OsFBN7蛋白的生物信息学分析 |
| 4.2.2 OsFBN7的组织表达和亚细胞定位 |
| 4.2.3 OsFBN7影响水稻幼苗的光合作用 |
| 4.2.4 OsFBN7 超表达促进叶绿体中PGs的发育 |
| 4.2.5 OsFBN7酵母双杂交文库的筛选与鉴定 |
| 4.2.6 OsFBN7与Os KAS Ia/Ib互作验证 |
| 4.2.7 OsFBN7转基因材料转录组分析 |
| 4.2.8 OsFBN7促进开花期剑叶叶绿体中糖脂的合成和积累 |
| 4.2.9 OsFBN7对水稻开花期热害生理的影响 |
| 4.3 讨论 |
| 4.3.1 OsFBN7在叶绿体脂质合成中的作用 |
| 4.3.2 二酰甘油(DAG)调控植物的生长发育 |
| 4.3.3 质体小球是叶绿体中储存多余脂质的重要亚细胞器 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录一 常用试剂的配方 |
| 附录二 引物信息 |
| 附录三 OsFBN7 转基因材料和野生型ZH11 中叶绿体DEGs |
| 附录四 OsFBN7转基因材料和野生型材料叶绿体中脂质含量 |
| 附录五 个人简介 |
| 附录六 博士在读期间研究成果 |
| 致谢 |
（9）大叶藻和常春藤非光化学淬灭特性的比较研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 前言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 非光化学淬灭的概念 |
| 1.2 非光化学淬灭组分 |
| 1.2.1 高能态淬灭 |
| 1.2.2 状态转化淬灭 |
| 1.2.3 依赖玉米黄素淬灭 |
| 1.2.4 光抑制淬灭 |
| 1.3 非光化学淬灭组分的计算方法 |
| 1.3.1 NPQ驰豫动力学 |
| 1.3.2 指数拟合 |
| 1.3.3 各组分量子产量 |
| 1.3.4 光保护NPQ |
| 1.4 非光化学淬灭的调节因子 |
| 1.4.1 跨膜质子梯度 |
| 1.4.2 LHCSR蛋白 |
| 1.4.3 PsbS蛋白 |
| 1.4.4 叶黄素循环 |
| 1.5 不同藻类和植物的非光化学淬灭作用机制 |
| 1.5.1 蓝藻 |
| 1.5.2 红藻 |
| 1.5.3 绿藻 |
| 1.5.4 硅藻 |
| 1.5.5 褐藻 |
| 1.5.6 其他藻类 |
| 1.5.7 苔藓 |
| 1.5.8 高等植物 |
| 1.6 研究对象 |
| 1.6.1 大叶藻 |
| 1.6.2 常春藤 |
| 1.7 研究目的与意义 |
| 1.8 本文的研究内容 |
| 2 常春藤非光化学淬灭的特性 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 常春藤采集 |
| 2.1.2 荧光测量 |
| 2.1.3 跨膜质子梯度测量 |
| 2.1.4 数据处理 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 NPQ诱导特征 |
| 2.2.2 NPQ驰豫特征 |
| 2.2.3 NPQ组分 |
| 2.2.4 NPQ光保护效率 |
| 2.2.5 跨膜质子梯度的构建 |
| 2.3 讨论 |
| 3 大叶藻非光化学淬灭的特性 |
| 3.1 材料方法 |
| 3.1.1 大叶藻采集 |
| 3.1.2 PSII光化学活性测量 |
| 3.1.3 非光化学淬灭测量 |
| 3.1.4 跨膜质子梯度的测量 |
| 3.1.5 数据分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 PSII光化学活性 |
| 3.2.2 NPQ诱导特征 |
| 3.2.3 NPQ驰豫特征 |
| 3.2.4 NPQ组分 |
| 3.2.5 NPQ光保护效率 |
| 3.2.6 跨膜质子梯度的构建 |
| 3.3 讨论 |
| 4 大叶藻PsbS蛋白进化及序列分析 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 样品采集及光胁迫 |
| 4.1.2 RNA提取 |
| 4.1.3 psbS基因表达分析 |
| 4.1.4 基因结构分析 |
| 4.1.5 蛋白序列及结构分析 |
| 4.1.6 系统发生分析 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 基因结构分析 |
| 4.2.2 蛋白序列及结构分析 |
| 4.2.3 蛋白系统发生分析 |
| 4.2.4 表达模式分析 |
| 4.3 讨论 |
| 5 结论 |
| 6 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录一 攻读学位期间发表的学术论文 |
（10）铁氧还蛋白调控水稻光合电子传递的分子机理研究（论文提纲范文）
| 博士学位论文评阅人、答辩委员会签名表 |
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 Fd的多样性 |
| 1.2 Fd参与光合电子传递 |
| 1.2.1 Fd参与线性光合电子传递 |
| 1.2.2 Fd参与循环光合电子传递 |
| 1.3 Fd依赖的代谢过程 |
| 1.3.1 Fd对光依赖的酶活性的调节 |
| 1.3.2 Fd参与碳同化 |
| 1.3.3 Fd参与氮同化 |
| 1.3.4 Fd参与硫同化 |
| 1.3.5 Fd参与叶绿素合成与降解 |
| 1.3.6 Fd参与光敏素合成 |
| 1.3.7 Fd参与脂肪酸合成 |
| 1.4 Fd在植物抵御逆境胁迫中的作用 |
| 1.4.1 Fd参与植物抵御病害胁迫 |
| 1.4.2 Fd参与过量活性氧的清除 |
| 1.5 本研究的目的和意义 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 实验材料与药品 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 多重比较与进化树构建 |
| 2.2.2 水稻原生质体提取及蛋白亚细胞定位 |
| 2.2.3 RNA提取、c DNA第一链的合成和RT-q PCR |
| 2.2.4 原核蛋白表达、纯化 |
| 2.2.5 细胞色素c及NADP~+光还原实验 |
| 2.2.6 铁氧还蛋白依赖的亚硝酸还原酶实验 |
| 2.2.7 铁氧还蛋白依赖的亚硫酸还原酶实验 |
| 2.2.8 CRISPR-Cas9 载体构建及转基因植株基因型鉴定 |
| 2.2.9 OsFd1过表达转基因植株的获得与鉴定 |
| 2.2.10 大肠杆菌质粒提取 |
| 2.2.11 大肠杆菌与农杆菌转化 |
| 2.2.12 水稻遗传转化 |
| 2.2.13 水稻基因组DNA提取 |
| 2.2.14 水稻叶片叶绿素含量测定及透射电镜观察 |
| 2.2.15 水稻叶片叶绿体提取 |
| 2.2.16 水稻叶片叶绿体中NADPH含量测定 |
| 2.2.17 葡萄糖,淀粉和可溶性总糖含量测定 |
| 2.2.18 葡萄糖处理 |
| 2.2.19 叶绿素荧光参数测定 |
| 2.2.20 水稻叶片总蛋白及叶绿体蛋白提取 |
| 2.2.21 Western Blot步骤 |
| 第三章 结果与分析 |
| 3.1 Fd1是水稻中主要的叶型铁氧还蛋白 |
| 3.1.1 Fd1的生物信息学分析 |
| 3.1.2 Fd1是水稻中主要的光合型Fd |
| 3.2 Fd1参与水稻光合电子传递 |
| 3.3 Fd1在水稻叶绿体中行使功能 |
| 3.4 Fd1功能受损导致突变体苗期致死 |
| 3.4.1 利用CRISPR/Cas9 技术构建Fd1 功能丧失突变体 |
| 3.4.2 Fd1突变后导致突变体在三叶期黄化致死 |
| 3.5 fd1突变体中的叶绿体数量和形态受到影响 |
| 3.6 Fd1突变体蛋白ΔFd1丧失电子传递能力 |
| 3.7 fd1 突变体中NADPH含量减少 |
| 3.8 Fd1影响水稻碳同化 |
| 3.8.1 Fd1突变后对碳同化相关基因表达的影响 |
| 3.8.2 Fd1突变后对卡尔文循环相关酶活的影响 |
| 3.8.3 Fd1功能的丧失对碳水化合物合成的影响 |
| 3.8.4 外施葡萄糖对fd1突变体表型的影响 |
| 3.9 Fd1和FdC2在水稻中存在协同关系 |
| 3.9.1 fd1突变体中Fd依赖基因的表达受到影响 |
| 3.9.2 hdy1突变体中Fd依赖基因的表达受到影响 |
| 第四章 讨论 |
| 4.1 Fd1是主要的光合型Fd,参与水稻光合电子传递和碳同化 |
| 4.2 在Fd1 缺陷的情况下,Fd3和Fd5 可以部分缓解PSI受体的限制 |
| 4.3 水稻中存在两个光合型Fd蛋白 |
| 4.4 Fd在拟南芥和水稻中的功能不同 |
| 第五章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
四、莱茵衣藻叶绿素暗合成突变体y-1类囊体膜形成过程中PSⅠ核心色素蛋白复合物CPⅠ的积累（论文参考文献）
- [1]莱茵衣藻PPIase蛋白家族突变体的鉴定与亲免蛋白CYN28的功能分析[D]. 崔争. 西北大学, 2021(12)
- [2]CYP38蛋白各结构域对其结构和功能的调控机制的探究[D]. 史潞静. 西北大学, 2021(10)
- [3]微藻胞内质体醌和泛醌合成调控及对生长代谢的影响[D]. 周冬青. 华东理工大学, 2021
- [4]拟南芥D1蛋白成熟过程的生理意义研究[D]. 常伟东. 西北大学, 2021(12)
- [5]NaHSO3增强蓝藻突变株Δ135光合产氢能力的机理研究[D]. 熊松林. 上海师范大学, 2021(07)
- [6]OsPPR16在水稻早期叶绿体发育过程中的功能鉴定及机制解析[D]. 黄维峰. 华中农业大学, 2020(04)
- [7]脐橙果皮色泽变异及番茄红素β-环化酶的调控研究[D]. 朱凯杰. 华中农业大学, 2020
- [8]植物fibrillin家族蛋白的进化分析及其在水稻叶绿体中的功能鉴定[D]. 李佳佳. 华中农业大学, 2020(01)
- [9]大叶藻和常春藤非光化学淬灭特性的比较研究[D]. 刘哲. 烟台大学, 2020(02)
- [10]铁氧还蛋白调控水稻光合电子传递的分子机理研究[D]. 赫磊. 中国农业科学院, 2020(01)