【摘 要】
：
高等植物中,光系统II（PSII）的外周捕光蛋白复合体称为LHCII,由LHCB1-LHCB6六种膜蛋白组成。LHCB1-LHCB3在体内以异源三聚体形式存在,且含量较多,称为主要LHCII;而LHCB4-LHCB6在体内主要以单体形式存在,含量较少,称为微量LHCII。LHCB蛋白除了能够增加PSII光吸收截面外,还具有其他重要作用。譬如,平衡两个光系统之间的能量分配、通过淬灭捕光天线吸收的多余
论文部分内容阅读
高等植物中,光系统II（PSII）的外周捕光蛋白复合体称为LHCII,由LHCB1-LHCB6六种膜蛋白组成。LHCB1-LHCB3在体内以异源三聚体形式存在,且含量较多,称为主要LHCII;而LHCB4-LHCB6在体内主要以单体形式存在,含量较少,称为微量LHCII。LHCB蛋白除了能够增加PSII光吸收截面外,还具有其他重要作用。譬如,平衡两个光系统之间的能量分配、通过淬灭捕光天线吸收的多余能量保护PSII等。拟南芥中的LHCB1与LHCB2蛋白由多基因编码,且有些基因在染色体上形成基因簇,因此通过传统方法很难获得LHCB1和LHCB2全部基因完全敲除的突变体,从而不能彻底解析LHCB蛋白功能。本研究通过基因编辑技术CRISPR-Cas9构建LHCB多基因敲除突变体,并对其光合特性进行了初步分析。通过抗性筛选和编辑靶点测序,我们已经获得纯合lhcb1.12345、lhcb2.123和lhcb4.1 lhcb4.2（无LHCB4蛋白表达）的纯合突变体。对这些突变体的光合特性进行了初步分析:lhcb1.12345中的非光化学淬灭（NPQ）低于野生型,且高光处理后Fv/Fm显著低于野生型,说明LHCB1基因缺失影响PSII活性,使植物在强光下的光合效率和适应性降低;lhcb2.123突变体和lhcb3都没有明显表型,且其NPQ和Fv/Fm都与野生型无异,说明LHCB2和LHCB3缺失不影响PSII光合活性,但LHCB3缺失影响了LHCII的组装。敲除LHCB4.1和LHCB4.2之后蛋白免疫印迹分析检测不到LHCB4蛋白的表达,说明LHCB4.1和LHCB4.2缺失后LHCB4.3也无法积累,此外,lhcb4.1 lhcb4.2双突变体中的NPQ和Fv/Fm都显著低于WT,这说明LHCB4缺失影响PSII的活性。lhcb5的Fv/Fm和NPQ与WT没有差异,而lhcb6和lhcb5 lhcb6的Fv/Fm和NPQ显著低于WT,这说明LHCB6蛋白缺失会影响PSII的光合活性。综上所述,本研究通过CRISPR-Cas9基因编辑技术和杂交相结合的方式获得了lhcb1.12345、lhcb2.123和lhcb4.1 lhcb4.2等多基因突变体,这为更好地研究LHCB蛋白功能提供了新材料;通过对相应LHCB蛋白缺失突变体的初步光合特性分析显示,LHCB1蛋白相较于其他主要LHCII蛋白对光保护的作用更为重要。
其他文献
桃子（Prunus persica L.）含有丰富的氨基酸、蛋白质、维生素、膳食纤维、脂肪、糖、有机酸、钙、磷和铁等营养物质,广受消费者的喜爱,种植范围遍布全世界。真菌引起各种的病害,包括桃褐腐病、花枯萎病、嫩枝溃疡病,制约了桃产业的发展。目前,果农仍主要使用化学农药防治这些病害,但对健康和环境存在不良影响,还会诱发病原菌的抗性;物理手段对防治有一定效果,但是降低了桃果肉的品质。因此,迫切需要寻求
核糖体结合型GTP酶在植物中具有高保守性,通过直接影响核糖体结构与功能在蛋白质翻译过程中起到重要作用,其功能异常对水稻的发育产生严重影响,从而导致异常性状出现。本研究选取了水稻品种嘉花1号经EMS化学诱变处理获得的温敏感叶色突变体ostypa,通过分析突变体的农艺性状,并开展图位克隆定位基因,进行突变体基因互补、亚细胞定位及关联基因表达分析,得到下述结果:一、在20℃低温环境下,ostypa在发芽
玉米株型,穗型及其它组织器官的形态对于植物生长发育乃至最终产量具有重要的意义。而植物形态学的发生发展离不开体内复杂精细的调控网络。OFPs蛋白,全称为Ovate family proteins,最早在番茄中被发现,是一个陆生植物特异性蛋白家族,具有保守的OVATE结构域,研究发现它们可以调节影响拟南芥以及多种作物（包括水稻、番茄和甜瓜）的器官形态,但OFPs蛋白在玉米中的功能却鲜有研究。此外,虽然
在功能基因组学的研究中水稻的叶色突变体一直是重要材料,其广泛应用于研究植物叶绿体发育、光合作用、氮代谢、叶片衰老等生物学过程的分子机制。通常情况下,叶色突变体是由于叶绿体发育相关核基因发生突变引起的。植物叶绿体的发育和功能依赖于核质基因的共同调控,而参与叶绿体发育调控的核基因数量远远多于叶绿体中基因数量,其重要性不言而喻。本研究使用EMS化学试剂诱变粳稻品种嘉花一号,成功得到了一种白化致死突变体t
水稻胚乳中的淀粉是碳水化合物的储存形式,是人们从食物中获取能量的主要来源之一。随着人们生活水平的上升和对健康关注度的提升,低升糖指数、难以被消化吸收的抗性淀粉谷物正在被广泛追崇。目前已有多位学者通过抑制淀粉分支酶SBE的表达以提高谷物胚乳中的抗性淀粉含量,并已成功获得胚乳中抗性淀粉含量上升的水稻突变体。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,对江浙沪主栽粳稻品种“嘉花1号”的SBEⅡb基因（
番薯（Ipomoea batatas L.Lam.）具有高稳产、耐贫瘠等诸多优点,是世界上重要的粮食和能源作物,在国民经济生产中具有重要作用。番薯储藏根富含淀粉、可溶性糖、膳食纤维、蛋白质、维生素、矿物质等多种人体所需的重要元素,具有极高的营养价值。目前,番薯的研究主要集中在块根发育、栽培番薯的起源、花青素代谢、栽培技术改良、种质资源开发等方向。类黄酮作为植物中非常重要的代谢物,具有多种生物功能,
生物体基因组DNA是遗传信息的携带者,因此在自然生活中保证基因组的稳定性对生命活动的延续至关重要,由于DNA结构不断受到内源性细胞代谢物和外源性因素诱导损伤,从而导致细胞甚至生物个体的死亡抑或疾病的发生。为应对来自DNA损伤的挑战,生物体在进化的过程中针对不同类型的DNA损伤形成了相应的DNA损伤修复机制来应对。在不同类型的DNA损伤中,DNA的单链断裂和双链断裂损伤对基因组的稳定性尤为的不利,在
PPAN是一种主要分布于核仁的RNA结合蛋白,属于BRIX结构域蛋白,在进化上具有高度保守性,其主要生物学功能为负责核糖体合成。对于其同源蛋白而言,可通过对核糖体合成的调控从而影响细胞生长乃至组织和器官以及胚胎个体发育。以往研究中,PPAN被报道参与细胞凋亡,作为Wnt信号通路的靶标而起抗凋亡作用,以促进细胞的存活与生长,但其在DNA损伤中的研究方面还未见报道。在本研究中,我们使用激光脉冲辐射对细
细胞遭受着内源外源环境因子的持续性威胁,会影响细胞遗传物质的稳定性并产生各种DNA损伤。据统计,人类的每一个细胞每天会发生大约60000个DNA损伤事件,这些事件可能是由紫外线、电离辐射、植物毒素、有毒试剂以及活性氧自由基等物理或化学因素引起的。若这些损伤得不到及时修复,它们就有可能干扰细胞正常的功能,导致基因组DNA受到损伤,从而增加细胞癌变的可能性,但幸运的是,生物细胞进化出了多种DNA损伤反
白血病是一种血液恶性肿瘤,通过影响正常血细胞的产生导致机体防御能力减弱,最终发生感染,这是白血病患者最常见的死亡原因之一。目前对于白血病的治疗方法主要包括化疗、放疗和免疫疗法,但是治疗效果一直无法令人满意。据统计白血病患者5年的生存率仅为30%-50%,这与不良预后、疾病复发和治疗相关毒性有关。因此,明确白血病致病的危险因素对于防治白血病并做到早期防护是有价值的。白血病具有多因素的因果机制和异质的