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中国农业科技导报 2015年第3期17卷 29-34页

作者：刘文瑄沈应柏傅永福北京林业大学生物科学与技术学院林木育种国家工程实验室北京100083 中国农业科学院作物科学研究所国家农作物基因资源与遗传改良重大科学工程农业部北京大豆生物学重点实验室北京100081

植物开花受环境条件的影响,其分子调控机制在转录、翻译和表观遗传等层次已有较广泛而深入的研究;核膜孔复合物是真核细胞中细胞质与细胞核之间物质交换的重要通道。筛选到拟南芥核膜孔蛋白Nup(Nucleoporin)160基因的3个突变体nup160-1/... 详细信息

植物开花受环境条件的影响,其分子调控机制在转录、翻译和表观遗传等层次已有较广泛而深入的研究;核膜孔复合物是真核细胞中细胞质与细胞核之间物质交换的重要通道。筛选到拟南芥核膜孔蛋白Nup(Nucleoporin)160基因的3个突变体nup160-1/-2/-3,均表现出发育的多种表型,最显著的表型为早花,而且是不依赖于环境条件(光周期和温度)的早花。但是,突变体在长日下的开花时间依然早于短日条件下的开花时间,暗示突变体仍然对光周期有反应。结果表明,在拟南芥中Nup160作为一个植物开花的负调控因子,主要在温敏途径和光周期途径中参与拟南芥开花时间的调节。

关键词：核膜孔蛋白 Nup160突变体温敏途径光周期途径早花

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大豆Nup98蛋白结构及功能预测分析

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分子植物育种 2017年第12期15卷 4813-4824页

作者：纪丹丹陈福禄肖龙傅永福陈庆山张晓玫东北农业大学农学院哈尔滨150030 中国农业科学院作物科学研究所农业部北京大豆生物学重点实验室北京100081

核膜孔蛋白在植物生长发育中起重要作用。本研究对大豆基因组中的两个Nup98同源基因(Glyma.13g33910.1和Glyma.12G36350.1)揭示了较全面的生物信息学分析、基因克隆及表达分析。为大豆生长发育调控机制研究提供方向。一系列的在线软件... 详细信息

核膜孔蛋白在植物生长发育中起重要作用。本研究对大豆基因组中的两个Nup98同源基因(Glyma.13g33910.1和Glyma.12G36350.1)揭示了较全面的生物信息学分析、基因克隆及表达分析。为大豆生长发育调控机制研究提供方向。一系列的在线软件分析显示,大豆Nup98启动子可能参与光反应、激素信号转导及抗性调控等途径;两个蛋白均含有保守的N端FG重复结构域和C端自酶解结构域;而大豆Nup98的互作蛋白可能与内质网囊泡形成、m RNA加工、细胞骨架组装、蛋白质合成及其核质运输、信号转导等功能相关;并且其功能与核膜孔上的Nup107-160亚复合物有关。利用Clustal W软件对不同作物中的Nup98同源蛋白进行序列比对分析发现,它们相互间具有高度的序列相似性,说明Gm Nup98基因在进化上功能很保守。实时定量PCR检测Gm Nup98在大豆不同组织器官的表达量,发现两个基因在根、茎、叶、根瘤等组织器官中均有表达,但是以其中一个为主。本研究结果说明,Gm Nup98基因在大豆进化过程中分化出两个拷贝,这两个拷贝在大豆不同植株器官中发挥着相同又有各自特异的功能。因此,通过对大豆核孔蛋白Nup98基因的充分分析,为下一步对该基因功能的深入研究提供理论基础。

关键词：大豆 GmNup98 克隆生物信息学分析核膜孔蛋白

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拟南芥SUA41蛋白的功能域分析

拟南芥SUA41蛋白的功能域分析

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作者：郭敏霞中国农业科学院

学位级别：硕士

AtSUA41（SUMO substrate in Arabidopsis41）是一个核膜孔蛋白，又称为Nup96/MOS3/SAR3，通过调节mRNA等物质的核输出，参与拟南芥的基本防御和组成型抗性反应，并且在植物激素信号传导和植物发育中发挥重要作用，突变体具有显著早花... 详细信息

AtSUA41（SUMO substrate in Arabidopsis41）是一个核膜孔蛋白，又称为Nup96/MOS3/SAR3，通过调节mRNA等物质的核输出，参与拟南芥的基本防御和组成型抗性反应，并且在植物激素信号传导和植物发育中发挥重要作用，突变体具有显著早花表型。在本实验室，SUA41最初是用SUMO（small ubiquitin-related modifier）分子筛库时筛选到的一个SUMO底物。本研究旨在探索SUA41的SUMO化及其结构域的功能。通过生物信息学预测SUA41的可能SUMO化位点，并通过分析重要位点在不同物种之间的保守性，筛选到SUA41的主要SUMO化位点K534。通过酵母双杂交实验验证SUA41与SUMO组分的相互作用，随后将主要SUMO化位点K534突变为精氨酸获得突变基因SUA41-9，构建35S: SUA41-9并将其转化sua41突变体，然后分析转化植株的表型。与此同时，为了更好地研究植物蛋白的SUMO化，本研究还构建了一套鉴定和验证SUMO底物的体系Fu40，用已知SUMO靶蛋白MYB30验证了其中的BiFC（Bimolecular FluorescenceComplementation）载体的可行性，然后用BiFC载体验证SUA41与SUMO1的相互作用。另外，本文预测了SUA41的主要功能域，并克隆了8个功能域缺失的SUA41突变基因（SUA41-1～8），并将它们转化sua41，进一步用于研究SUA41蛋白中这些结构域的功能。主要研究结果如下：1.通过生物信息学预测到SUA41上三个可能的SUMO化位点：K534,K539和K698，构建了一系列点突变载体。2.通过酵母双杂交实验验证了SUA41的SUMO化。在酵母系统中，AtSUA41可与SUMO1,SUMO2,SUMO3和SUMO结合酶E2互作，与SIZΔC不互作。在酵母系统中，未筛选到与SUA41互作的拟南芥去SUMO化酶，功能已报道的去SUMO化酶ESD4,ELS1,OTS1和OTS2均与SUA41没有相互作用。3.将主要SUMO化位点K534突变后构建35S: SUA41-9转化sua41突变体，发现过表达SUA41-9并不能恢复sua41突变体的早花表型，推测sua41突变体的早花表型与SUA41的SUMO化有关。4.构建了一套用于鉴定和验证植物SUMO底物的SUMO化体系Fu40，包括BiFC载体、共定位载体和用于Western及Co-IP（Co-Immunoprecipitation）实验的载体，用已知SUMO靶蛋白MYB30作对照，验证了BiFC载体的可行性。将构建好的SUA41的BiFC载体转化原生质体，证实了SUA41与SUMO1的互作关系。5.克隆了8个功能域缺失的SUA41突变基因（SUA41-1～8），其中SUA41-1已转化sua41突变体，并获得T0代种子。综上所述，本文找到了核膜孔复合物SUA41的关键SUMO化位点K534，并证实sua41突变体的早花表型与该位点的SUMO化修饰有一定关系，同时，克隆了8个功能域缺失的SUA41突变基因，为后续对这些结构域的研究奠定了基础。

关键词：核膜孔蛋白 SUMO化修饰开花功能域拟南芥

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拟南芥核孔蛋白Nup160的功能初探

拟南芥核孔蛋白Nup160的功能初探

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作者：刘文瑄北京林业大学

学位级别：硕士

植物开花受环境条件的控制,其分子调控机制在转录、蛋白和表观遗传等层次有较广泛而深入的研究;核膜孔复合物(nuclear pore complexs)是真核细胞中细胞质与细胞核之间物质交换的重要通道,是基因功能调节的重要环节。但是,核膜孔蛋白对... 详细信息

植物开花受环境条件的控制,其分子调控机制在转录、蛋白和表观遗传等层次有较广泛而深入的研究;核膜孔复合物(nuclear pore complexs)是真核细胞中细胞质与细胞核之间物质交换的重要通道,是基因功能调节的重要环节。但是,核膜孔蛋白对开花时间和生物钟的调控机制未见详细报道。本研究从拟南芥突变体库订购了核膜孔亚复合物Nup107-160的八个核孔蛋白(Nucleoporin, Nup)基因的突变体共22个,并从中筛选出17个纯合突变体。通过观察发现,其中核膜孔蛋白Nup160的3个突变体mp160-1/-2/-3均表现出一致的多种发育表型,最显著的表型为早花,而且是不依赖于环境条件(光周期和温度)的早花。但是,突变体在长日下的开花时间依然早于短日条件下的开花时间,暗示突变体仍然对光周期有反应。结果表明,在拟南芥中Nup160作为一个植物开花的负调控因子,主要在光周期途径和温敏途径中参与拟南芥开花时间的调节。此外,通过测量叶片振动节律发现,野生型拟南芥的生物钟周期约为26小时,而nup160-1/-2/-3突变体的生物周期明显延长,约为32小时。结果表明Nup160可能与生物钟调控密切相关。为了深入研究Jup160基因对于开花时间和生物钟调节的分子机制以及核孔复合物Nup107-160中其它核孔蛋白之间的相互作用,本文相继构建了Nup160基因及其它核孔蛋白的多种入门载体和表达载体,用于后续功能研究。这些载体包括过表达载体、GFP标记载体和启动子活性分析载体。本文的研究结果为阐明Nup160基因对植物开花和生物钟的调控机制提供了可靠的依据,也为进一步研究核膜孔复合物Nup107-160中其他核孔蛋白的功能奠定了基础。

关键词：核膜孔蛋白 nup160突变体早花生物钟光周期途径温敏途径

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