1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
过氧化物酶是广泛存在于动物、植物和微生物体中,参与各种生物合成和降解功能的一类含血红素的氧化酶,其生物学功能是通过携带电子到各种分子供体催化还原H2O2来调节生物体内活性氧的平衡[1]。
它是植物体内有效清除活性氧的关键酶之一,在植物生长和发育中参与了多种生理活动,尤其在植物应对逆境损伤时起着非常重要的作用。
[2-3]植物中各种过氧化物酶在结构折叠上存在很多共性,也存在一些特异性,基于序列的差异和催化特性的不同,可以分为3类:第1类是存在于细菌的ClassⅠ型,第2类是存在于真菌细胞外的ClassⅡ型,第3类是Class Ⅲ 型分泌性过氧化物酶(Class Ⅲ peroxidases,Prxs,EC 1.11.1.7),它属典型的植物分泌性过氧化物酶(peroxidase,POD),包含许多分泌型植物过氧化物酶,存在于山葵、大麦和大豆、茶树等植物中[4],也是研究得最广泛的一种类型[5]对茶树POD研究起始于19世纪末20世纪初,大部分研究首先要得到POD,一般有两种途径,一种是从茶树提取粗酶,得到单一的酶源比较困难[6],首先,它与其他的物质很难完全的分离开;POD由多个基因编码,多则可达130多个。
2. 研究的基本内容和问题
本研究是通过克隆得到POD基因家族中的两个POD基因,而后进行生物信息学分析对比其差异,预测对应功能及作用机理。
3. 研究的方法与方案
茶树转录组 获得POD3,POD55的序列克隆CsPOD3,CsPOD55生物信息学分析氨基酸进化 氨基酸 亲疏水性 跨膜区 信号肽 磷酸化亚细胞 二级和三级序列比分析 组成及 分析 域结构 预测与 位点预定位预 结构预测与理化性 预测 分析测与分测分析质分析析1 基因克隆1.1 茶树叶片总 RNA 提取RNA提取使用北京华越洋生物超快新型植物RNA提取试剂盒。
a.新鲜植物组织50-100mg样品经液氮冷冻后研磨成粉状,加入1ml细胞裂解液充分混合。
b.吸取1ml匀浆转入2ml离心管中,加入300μl去蛋白液和200μl氯仿,充分震荡30秒。
4. 研究创新点
过氧化物酶(POD)作为植物抗逆性生理评价的重要指标之一,对茶树优异资源挖掘、利用和保护都有着重要意义。
本研究首先由克隆得到POD基因家族中的两个POD基因,通过进行生物信息学分析对比其差异,为后续深入了解 POD 的功能及调控机制研究奠定了基础。
5. 研究计划与进展
(一) 实验计划周期:2017年6月-2018年5月(二) 准备阶段:2017年6月-2017年3月查阅资料及做好相关的实验准备(三) 实验阶段:2018年3月:查阅相关文献并进行试验准备2018年4月:进行预试验,克隆基因2018年5月:实验数据整理及文论撰写,修改论文,定稿,答辩
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