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葡萄atg基因家族的表达分析和Vvatg7互作蛋白的筛选

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葡萄ATG基因家族的表达分析和VvATG7互作蛋白的筛选

作者：王茜西北农林科技大学

学位级别：硕士

假单性结实型无核葡萄的胚珠经过授粉受精,但却在发育中途败育解体,在这一过程中伴随着细胞程序性死亡(PCD)。细胞自噬是蛋白降解的一个重要途径,在真核生物体内非常保守,参与了植物生长发育、胁迫应答、衰老以及细胞死亡等诸多过程。... 详细信息

假单性结实型无核葡萄的胚珠经过授粉受精,但却在发育中途败育解体,在这一过程中伴随着细胞程序性死亡(PCD)。细胞自噬是蛋白降解的一个重要途径,在真核生物体内非常保守,参与了植物生长发育、胁迫应答、衰老以及细胞死亡等诸多过程。迄今为止,自噬基因已经在多种植物中展开了研究,但多数集中于衰老和逆境响应等方面,关于种子形成过程中作用的研究很少。因此本试验结合无核葡萄胚珠发育特性,展开对自噬相关基因(Au Topha Gy-related gene,atg)的研究。通过生物信息学方法鉴定葡萄中的atg基因,利用RT-PCR技术探究atg基因在葡萄不同组织和胚珠发育过程中的表达模式。主要取得以下研究成果:1.通过生物信息学方法,在葡萄基因组中鉴定出33个atg基因,其蛋白序列长度94到2003个氨基酸不等。不同物种的进化分析表明葡萄atg基因与双子叶植物拟南芥和烟草亲缘关系更近,与单子叶植物水稻亲缘关系较远。葡萄atg基因的聚类分析及基因结构分析显示具有相同结构的基因亲缘关系更近,表明该基因家族在葡萄基因进化过程中比较保守。染色体定位发现Vv atg基因分布在葡萄中的18条染色体。同线性分析表明,部分重复在Vv atg基因家族的扩增中发挥了作用,共有17对atg基因位于葡萄和拟南芥的线性相关区域,表明它们可能具有共同的祖先和相似的功能,因此我们根据已知的拟南芥自噬相关基因的功能去预测葡萄基因组中的自噬基因的功能。2.通过半定量PCR对Vv atg基因进行组织表达模式分析,结果显示这些基因在黑比诺葡萄根、茎、叶、花、花蕾、果皮、卷须和胚珠中都有表达,只是表达水平略有不同,表明自噬在植物发育过程中具有广泛的作用。Vv atg基因在有核品种黑比诺和无核品种无核白的胚珠发育过程中表达存在差异,实时荧光定量PCR结果显示,大部分Vv atg基因在无核白中的表达水平较高,可能暗示着在无核白中自噬相关活动比较活跃,因此推测自噬可能与无核白胚珠败育相关。其中,atg7是一个类泛素活化酶,在自噬体的形成过程中不可或缺。Vv atg7基因在无核白中的表达量明显高于黑比诺中,在花后20-30天,无核白处于表达峰值,而在有核品种黑比诺中,该基因表达呈下调趋势。3.本试验预测发现葡萄基因组中有10个蛋白能够与Vv atg7相互作用。因此我们从黑比诺葡萄中克隆了Vv atg7、Vv atg10和Vv atg12三个基因,测序结果显示它们分别编码了711、230和94个氨基酸。利用酵母双杂交技术证明Vv atg7蛋白分别与Vv atg10和Vv atg12蛋白存在互作。

关键词：葡萄 atg基因表达分析酵母双杂交技术

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植物病原真菌的自噬

微生物学报 2021年第11期61卷 3363-3376页

作者：刘伟杜春梅黑龙江大学农业微生物技术教育部工程研究中心黑龙江哈尔滨150500 黑龙江大学生命科学学院黑龙江省普通高校微生物重点实验室黑龙江哈尔滨150080

作为真核生物中普遍存在的现象,自噬不但实现了对细胞内物质的降解和回收利用,而且与植物病原真菌早期侵染阶段的附着胞发育、膨压升高、菌丝体形成、完成侵染等一系列过程密切相关,并且发挥了重要的作用。本文归纳了植物病原真菌自噬... 详细信息

作为真核生物中普遍存在的现象,自噬不但实现了对细胞内物质的降解和回收利用,而且与植物病原真菌早期侵染阶段的附着胞发育、膨压升高、菌丝体形成、完成侵染等一系列过程密切相关,并且发挥了重要的作用。本文归纳了植物病原真菌自噬的相关基因和自噬过程;总结了自噬对病原真菌生长发育、致病力的调控和影响;概括了病原真菌自噬所涉及的信号通路;阐明了自噬影响植物病原真菌侵染过程的主要分子机制。为今后以自噬相关基因或蛋白作为靶点来筛选抑制病原真菌侵染的新型药物提供新的策略和思路。

关键词：植物病原真菌自噬 atg基因侵染致病力

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线粒体自噬基因对酿酒酵母抗氧化性能的影响

生物工程学报 2023年第8期39卷 3464-3480页

作者：程万琪侯骞尧刘春凤钮成拓郑飞云李崎王金晶江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学酿酒科学与工程研究室江苏无锡214122

线粒体自噬是指细胞通过自噬的机制选择性地清除线粒体的过程,对维持细胞内稳态具有重要作用。为探究线粒体自噬基因对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)细胞抗氧化性能的影响,本研究分别构建了线粒体自噬相关基因atg8、atg11、atg32... 详细信息

线粒体自噬是指细胞通过自噬的机制选择性地清除线粒体的过程,对维持细胞内稳态具有重要作用。为探究线粒体自噬基因对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)细胞抗氧化性能的影响,本研究分别构建了线粒体自噬相关基因atg8、atg11、atg32的缺失和过表达菌株,发现在过氧化氢(H_(2)O_(2))胁迫6 h后,过表达atg8、atg11基因显著降低了细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量,分别仅为初始状态的61.23%和46.35%,并显著提高了菌株线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,MMP)和腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine-triphosphate,ATP)含量,有助于提高菌株的抗氧化性能。另一方面,基因atg8、atg11、atg32的缺失会导致线粒体损伤及细胞活力显著下降,同时造成胞内ROS失衡,H_(2)O_(2)胁迫6 h后,其胞内ROS含量显著升高至初始状态的174.27%、128.68%和200.92%。结果表明,atg8、atg11和atg32可能是调控酵母抗氧化能力的潜在靶点。本研究为进一步研究通过调节线粒体自噬提高酵母抗氧化活性提供了新的线索。

关键词：线粒体自噬 atg基因氧化应激抗氧化性能

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自体吞噬在植物生长发育中的功能

西北植物学报 2010年第10期30卷 2141-2149页

作者：刘志鹏张吉宇王彦荣兰州大学草地农业科技学院兰州730020 清华大学生命科学学院北京100084

自体吞噬是一种细胞内自我降解系统,它能将植物细胞内溶物运输至液泡并降解。自体吞噬可划分为内溶物的包裹、运输至液泡、内溶物的降解和降解产物的重新利用几个连续步骤。关于细胞自体吞噬的认识主要来源于酵母、人类、小鼠、果蝇和... 详细信息

自体吞噬是一种细胞内自我降解系统,它能将植物细胞内溶物运输至液泡并降解。自体吞噬可划分为内溶物的包裹、运输至液泡、内溶物的降解和降解产物的重新利用几个连续步骤。关于细胞自体吞噬的认识主要来源于酵母、人类、小鼠、果蝇和线虫等生物,以拟南芥等为代表的植物细胞自体吞噬的研究虽然刚刚开始,但也取得了一些标志性的成果,且近十几年来已迅速成为植物研究领域的热点之一。自体吞噬在植物体内具有多种生理和病理作用,如对饥饿的适应、细胞内蛋白质和细胞器的清除、种子中贮藏蛋白的积累、抵制微生物、细胞死亡和胁迫响应等。本文在介绍自体吞噬形成过程的基础上,着重探讨了自体吞噬在植物生长发育中的功能,并对植物中自体吞噬的研究方向进行了展望。

关键词：植物自体吞噬 atg基因蛋白质降解饥饿

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植物细胞自噬研究进展

植物学报 2018年第1期53卷 5-16页

作者：刘洋张静王秋玲侯岁稳兰州大学生命科学学院细胞活动与逆境适应教育部重点实验室兰州730000

细胞自噬是一类依赖于溶酶体和液泡的蛋白质降解途径。在动物细胞中,靶物质通过自噬体包裹被运送到溶酶体中,由特定的水解酶降解;而植物和酵母细胞中该过程在液泡内进行。近年来,在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中鉴定到多个关... 详细信息

细胞自噬是一类依赖于溶酶体和液泡的蛋白质降解途径。在动物细胞中,靶物质通过自噬体包裹被运送到溶酶体中,由特定的水解酶降解;而植物和酵母细胞中该过程在液泡内进行。近年来,在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中鉴定到多个关键atg基因,它们对植物细胞自噬体的形成及自噬调控起到关键作用。该文全面综述了植物细胞自噬的调控及其在植物逆境胁迫中的生理功能。

关键词：植物细胞自噬 atg基因自噬调控机制逆境胁迫

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自噬的前世今生

中国生物化学与分子生物学报 2018年第3期34卷 229-239页

作者：王懿峥陈扬俞立北京大学生命科学学院PTN项目清华大学-北京大学生命科学联合中心清华大学生命科学学院生物膜与膜生物工程国家重点实验室

自噬是细胞通过溶酶体(或液泡)分解自身组分以达到维持细胞内正常生理活动及稳态的一种细胞代谢过程。自噬作为一种在真核生物中保守存在的细胞通路,与人类的疾病与健康息息相关。2016年,诺贝尔生理学或医学奖颁发给为自噬通路研究做出... 详细信息

自噬是细胞通过溶酶体(或液泡)分解自身组分以达到维持细胞内正常生理活动及稳态的一种细胞代谢过程。自噬作为一种在真核生物中保守存在的细胞通路,与人类的疾病与健康息息相关。2016年,诺贝尔生理学或医学奖颁发给为自噬通路研究做出过卓越贡献的日本生物学家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)。本文其一旨在通过介绍自噬及自噬相关基因的发现细节,带领读者了解自噬被发现和阐释的历程;其二旨在通过介绍自噬起始的相关机制及自噬与疾病的联系,引导读者对于自噬生理功能有更深入的理解;最后本文还提出了一些自噬领域目前尚待进一步研究的方向,供读者参考。

关键词：自噬大隅良典 atg基因

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植物细胞自噬基因的功能与转录调控机制

植物学报 2021年第2期56卷 201-217页

作者：李喜豹赖敏怡梁山王小菁高彩吉杨超华南师范大学生命科学学院广东省植物发育生物工程重点实验室广州510631

自噬(autophagy)是真核生物长期进化形成的一种高度保守的细胞内物质降解和周转途径,通过形成双层膜结构的自噬体将包裹其中的待降解大分子物质,如受损伤的蛋白质、蛋白质复合物和细胞器,运送至液泡或溶酶体进行降解并产生可循环利用的... 详细信息

自噬(autophagy)是真核生物长期进化形成的一种高度保守的细胞内物质降解和周转途径,通过形成双层膜结构的自噬体将包裹其中的待降解大分子物质,如受损伤的蛋白质、蛋白质复合物和细胞器,运送至液泡或溶酶体进行降解并产生可循环利用的降解产物。细胞自噬在植物生长发育和环境应答等过程中发挥重要作用。在拟南芥(Arabidopsisthaliana)和水稻(Oryza sativa)等模式植物中已鉴定到40多个自噬基因,并发现其中多个基因在植物叶片衰老、种子成熟等发育阶段以及营养饥饿、干旱和病原菌侵染等逆境胁迫响应过程中显著上调表达,但具体的转录激活或抑制机制有待阐明。该文综述了自噬基因在植物生长发育和胁迫应答过程中的功能与转录调控网络。

关键词：植物细胞自噬 atg基因转录调控胁迫应答生长发育

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植物细胞自噬研究进展

中国细胞生物学学报 2010年第5期32卷 677-689页

作者：王燕刘玉乐清华大学生命科学学院北京100084

细胞自噬是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程,该过程中一些损坏的蛋白或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包裹后送入溶酶体(动物)或液泡(酵母和植物)中进行降解并得以循环利用。植物中通过序列比对鉴定了诸多自噬相关... 详细信息

细胞自噬是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程,该过程中一些损坏的蛋白或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包裹后送入溶酶体(动物)或液泡(酵母和植物)中进行降解并得以循环利用。植物中通过序列比对鉴定了诸多自噬相关基因并分离到了部分细胞自噬功能缺陷的突变体,这些研究均推进了我们对植物细胞自噬机制和功能的了解。本文主要综述了植物细胞自噬分子机制和生理功能的研究进展。

关键词：细胞自噬植物 atg基因分子机制生理功能

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细胞自噬与肝病

信阳师范学院学报（自然科学版） 2013年第1期26卷 154-156页

作者：席兴字新乡学院教育科学系河南新乡453003

细胞自噬是真核细胞在长期进化过程中形成的一种自我保护机制,它在清除细胞内蛋白质聚集体、维持细胞内稳态中发挥着重要的作用.近年来研究表明,细胞自噬与各种肝病的病理发生密切相关,本文简要综述该方面的研究进展.

关键词：细胞自噬 atg基因肝病