玉米紫色酸性磷酸酶基因的鉴定和表达特性分析.pdf

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1、万方数据SichuanAgriculturalUniversityMASTERDissertationGenome-·wideIdentificationandExpressionAnalysisofPurpleAcidPhosphataseinMaizeYiShuangSupervisor：ProfessorGaoShibinMajor：BiochemistryandMolecularBiologyDirection：MolecularMaizeBreedingJune，2014论文独创性声明螋辨燮螋万方数据本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的

2、研究成果。尽我所知，除了文rfl特别加以标注和致谢的地方外，论文巾不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得四川农业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文rfl作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：南淑-沪lf,年6月tf日关于论文使用授权的声明本人完全了解四川I农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意四川农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部

3、或部分内容。研究生签名：岛双导师签名：讼峰年∥月，7日；-olq"年石月，／日万方数据摘要磷是植物生长发育必需的大量元素之一。土壤rfl的磷多数以有机态形式存在，这种形态的磷不能被植物直接吸收，紫色酸性磷酸酶(PurpleAcidPhosphatase，PAP)是一种广泛存在于植物rfl的金属磷酸酯酶，能分解土壤巾含量丰富的有机态磷，释放无机磷供植物吸收利用。拟南芥、水稻、大豆rfl均鉴定了各自基因组巾的PAP基因家族。本研究利用生物信息学手段鉴定玉米基因组巾的PAP家族基因，并对其基因结构、染色体分布、蛋白生化特性及进化关系进行了分析，然后通过基因克隆、半定量、实时荧光定

4、量及亚细胞定位等技术分析其基因的功能，主要研究结果如下：(1)利用玉米基因组数据库的信息和本地化Blastp方法，共鉴定了25个ZmPAP基因，分别分布在l、2、3、4、6、7、9、10共8条染色体上，5、8号没有。Zmi'AP氨基酸序列分析表明：氨基酸长度从253到594，蛋白质分子量在31．833KDa到67．230Kda之间；等电点在5．2l到7．07之间。蛋向质的结构域分析发现，25个ZmPAP中，19个蛋白包含紫色酸性磷酸酶特有的5个保守基序和7个金属配对残基。系统进化分析发现，玉米PAP与水稻的亲缘关系较近。(2)低磷胁迫处理下，利用半定量对8个ZmPAP基因在

5、玉米磷高效材料178和低磷敏感9782的根和叶中的表达模式进行分析。低磷胁迫处理下，7个ZmPAP基因呈现表达差异，其中，ZmPAP5b、Z砌剐朋甜和ZmPAP26a均只表现为组织差异，ZmPAP5b在根中下调表达，叶中上调表达，而Z聊尸■尸2嬲和ZmPAP26a表达模式则与之相反；ZmPAP5c和ZmPAP26b只在9782叶中上调表达；ZmPAP27c在178和9782的叶中均下调表达。(3)根据半定量结果，选择5个基因进行克隆，其编码区长度大约在l300bp左右。对氨基酸序列分析发现，ZmPAP5c缺失了第二个基序，其中含有两个金属配对残基D和Y。其余四个基因的氨基酸

6、序列包含有5个保守基序(DXG／GD)C》(Y／GN脏(D价愿XlI，Gl咖)。万方数据(4)采用qRT．PCR分析ZmPAP基因在178和9782的根与叶中的表达模式，结果表明：ZmPAP26a和ZmPAP26b只在9782叶巾下调表达，ZmPAP27c只在178和9782叶rfl出现差异表达，并且在12h表达量达到最高；ZmPAP5b在两个材料rfl的表达均受低磷抑制，而ZmPAP5c的表达只在178叶巾低磷处理12h时被强烈上调表达。(5)分离到的ZmPAP26a和ZmPAP27c与荧光表达载体pAcGFPl-N1连接，转化到洋葱表皮细胞里，进行亚细胞定位，结果表明，

7、ZmPAP26a和ZmPAP27c初步被定位在细胞膜上。(6)采用p-NPP法分析低磷处理后酸性磷酸酶活的变化情况，结果表明：在低磷胁迫情况下，根系的APase活性比叶中的高，并且白交系178苗期根系的APase活性变化较9782更加灵敏；此外，在178中新叶酶活比老叶高，而9782则相反。关键词：玉米，紫色酸性磷酸酶基因，2克隆，表达分析，Ⅱ细胞定位lI万方数据AbstractPhosphorusisoneofthemacronutrientsforplantgrowthanddevelopment．Mostof