对分别转有MxIRT1及OsNramp1的转基因酵母进行的蛋白质组及转录本组分析

论文摘要

MxIRT1和OsNramp1分别是从小金海棠和水稻根中克隆得到的金属转运蛋白。异源功能互补实验证明两种基因均可以互补酵母双突变体fet3fet4中铁的吸收。本研究从蛋白质组和转录本组两个水平对基因及其引起的变化进行研究。研究的第一部分利用蛋白质双向电泳及肽质量指纹谱技术分别对过铁及缺铁条件下的转IRT菌株、正常铁处理条件下的转Nramp及转空载体菌株、正常铁处理及缺铁处理条件下分别转有空载体、IRT及Nramp的酵母菌株进行了蛋白质组分析。通过蛋白质双向电泳技术每种处理条件下的酵母菌株均可分离得到1500个左右的蛋白点。其中对过铁及缺铁条件下的转IRT菌株检索得到8个差异蛋白，分别与细胞骨架、分子伴侣、氨基酸合成，甘油合成等相关；正常铁处理条件下的转Nramp及转空载体菌株中检索得到9个差异蛋白，分别与分子伴侣、糖代谢、亚精胺合成、抗氧化作用等相关；对正常铁处理及缺铁处理条件下分别转有空载体、IRT及Nramp的酵母菌株检索得到11个差异蛋白，除1个为功能未知蛋白外，其它10个差异分别是与糖代谢、蛋白质的生物合成、细胞抗毒害、膜泡运输及信号转导相关的蛋白。研究的第二部分利用基因芯片技术对正常铁处理条件下分别转有空载体、IRT及Nramp的酵母菌株进行了转录本组分析。提取酵母总RNA，通过反转录标记生物素，进行酵母10928个cDNA的芯片杂交。其中，转IRT菌株相对于转空载体菌株上调表达的基因为1200个，下调表达的基因为1140个；转Nramp菌株相对于转空载体菌株上调表达的基因为290个，下调表达的基因为108个。对转Nramp菌株中差异性较为显著的27个上调表达基因和45个下调表达基因进行分析发现，上调表达基因多为与锌指结构相关、与RNA结合、调节子或抑制子和高渗诱导表达基因，下调表达基因多为与膜泡运输、细胞通讯、细胞周期和蛋白质的合成相关。推测在转基因酵母中，由于IRT或是Nramp的转入，单基因多效作用比较明显。除了DNA复制、RNA转录、蛋白质合成、氧化呼吸作用等效应有明显的变化外，转录因子、分子伴侣有特异的分子构型变化，膜泡运输相关的基因变化也诱导转基因酵母菌株对铁浓度变化的响应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩写词
• 第一章 文献综述
• 1.1 植物铁素营养概述
• 1.2 组学研究日新月异
• 1.3 酵母作为真核研究模式生物的优势
• 1.4 IRT和Nramp 基因研究进展
• 1.5 本研究的内容、目的及意义
• 1.6 技术路线
• 第二章 试剂、材料与方法
• 2.1 常用试剂及主要仪器
• 2.2 酵母的培养和处理
• 2.3 实验方法
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 蛋白质组学结果分析与讨论
• 3.2 酵母微点阵结果分析
• 3.3 讨论
• 第四章 小结与展望
• 4.1 小结
• 4.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间发表文章情况
• 致谢