玉米ZMGrp3基因遗传差异和启动子分析.pdf

I 摘摘摘摘要要要要 Glycine-rich proteins (GRPs) 在高等植物中普遍存在的, 它是除伸展蛋白和脯氨酸富含蛋白以外的第三类组成细胞壁的结构蛋白, 其主要生物学性质是加强细胞壁结构的稳定性, 有助于大量拉伸纤维的形成。 ZmGrp3 是从玉米 CDNA 库中分离克隆出来的一种根特异性表达基因, 根作为植物重要的营养器官, 担负着植物的吸收、合成、储存和输导。因此, 对 ZmGrp3 基因及其启动子的研究具有广泛的应用价值。本研究主要涉及根部特异性表达 ZmGrp3 基因启动子表达载体的构建和功能分析以及 ZmGrp3 基因的结构特征和多态性分析,结果如下: 1 、从 21 种玉米自交中分别克隆出 ZmGrp3 基因, 运用生物信息学对基因结构与特征分析,我们发现 ZmGrp3 蛋白为疏水性蛋白, 其蛋白主要由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸以及苏氨酸组成,其中甘氨酸占整个蛋白的 40-50% ,蛋白二级结构主要是α- 螺旋、β- 折叠和无规则卷曲。 2 、对 21 种自交系测序结果进行分析可知, 其基因间遗传差异并不大, 大多由于纯化选择作用造成,少数存在正向选择作用。 3 、从玉米 B73 自交系克隆出 Zm Grp3 启动子, 长度为 22 41 bp 。对启动子序列分析可知,其含有 CAAT-BOX 、 GATA-BOX 、 TATA-BOX 等顺式作用元件以及 AGCT 核心序列。 4 、将其与含有 GUS 报告基因的 pCAMBIA1301 双元表达载体连接, 构建新型表达载体, 然后通过农杆菌介导的遗传转化将新型载体转化到水稻中花 11 中, 经过筛选和分子检测获得转基因植株。 5 、通过 GUS 染色对启动子活性分析,对转基因植株根、叶、茎进行染色, 确定 ZmGrp3 启动子在水稻根尖、叶片和茎中均可表达。关键词:玉米, 遗传差异, GUS 活性,多态性分析 II Abstract Abstract Abstract Abstract Grps have been found in the cell walls of many higher plants and form a third group of structure ponents of the wall in addition to extensins and proline-rich proteins. The main biological nature is that strengthen the stability of cell wall structure and helps the formation of drawn fibers. ZmGrp3 is a root-specific gene which isolates and characters from maize. Plant roots are importance of nutritions and water absorption, storage, transportation. So, the study of ZmGrp3 gene and promoter has wide application value. The study mainly includes he construction of expression vector expression and analysis of function in the ZmGrp3 gene promoter and the analysis of the ZmGrp3 gene ’ s structure and polymorphism. The results are summarized as follows: 1 、 ZmGrp3 genes were cloned by PCR from different maize inbred line .U sing the bioinformatics to analysis the structure and the nature of protein , We found that the protein is h ydrophobic protein which contains glycine, alanine, cysteine, and threonine , and glycine accounted for 40-50% of the total protein . The secondary structure of the protein is alpha-helix, beta-folded and random c