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水稻组蛋白末端修饰酶OsSRT1和JMJ706的功能研究

作　者: 钟晓超
导　师: 周道绣
学　校: 华中农业大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: ChIP-seq 反转录转座子 H3K9乙酰化胚乳基因印记
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

组蛋白修饰是表观调控的重要分子基础。其中以组蛋白的甲基化和乙酰化最为常见。组蛋白去乙酰化酶主要有HD2、Silent information regulation2(SIR2)、Reduce Potassium Dependency3(RPD3)三个亚家族。SIR2亚家族的基因可以维持异染色质的稳定,参与DNA修复,肿瘤形成,抑制脂肪组织的过度累积等生长发育过程。组蛋白去甲基化酶主要有Lysine-specific demethylase(LSD)家族和JmjC-domain-containing histone demethylases(JHDM)家族。植物中的JHDM家族有参与DNA甲基化、影响激素合成、调节花期、参与光周期等作用。水稻中的OsSRT1属于SIR2亚家族,是一个H3K9去乙酰化酶。它可以提高水稻的抗氧化能力,并维持转座子的沉默。本研究通过3套ChIP-seq的数据,分别是MH63材料的OsSRT1抗体和H3K9ac抗体数据及OsSRT1-RNAi材料的H3K9ac抗体数据。分析了H3K9乙酰化修饰和OsSRT1在全基因组上的分布以及OsSRT1对H3K9乙酰化分布的影响。得到了3个主要结论：1,OsSRT1的缺失会影响到很多基因的H3K9乙酰化修饰。这些基因参与了细胞代谢和植物抗性途径。2,结合OsSRT1和H3K9乙酰化数据,找到了157个OsSRT1可能的直接下游基因。3,分析基因组上的转座子,发现OsSRTl在Gypsy类反转录转座子上有富集。发掘了OsSRT1可能的结合motif,该motif也是Gypsy类转座子序列,说明OsSRT1能够直接结合在转座子上调控其活性。JMJ706属于JHDM去甲基化酶。它具有去除组蛋白H3K9二甲基化和三甲基化能力并影响花器官的发育。另外,JMJ706的缺失导致了其胚乳在整个发育期都变小。对jmj706的胚乳研究表明：1,切片结果显示jmj706的胚乳细胞在形态上没有明显差别。2,受精7天的胚乳中储藏蛋白含量减少,但不是AFL类基因引起的.3,JMJ706的缺失可能造成了基因印记的异常。推测基因印记的异常可能是jmj706胚乳发育异常的原因之一。

全文目录

目录  4-6
摘要  6-7
Abstract  7-8
缩略词表  8-9
1 前言  9-28
  1.1 染色质是真核生物基因表达调控的基础  9
  1.2 表观遗传学研究进展  9-26
    1.2.1 染色质构象  10-11
    1.2.2 组蛋白修饰  11-21
    1.2.3 DNA甲基化  21-23
    1.2.4 表观基因组  23-26
  1.3 胚乳发育  26-28
  1.4 研究的目的和意义  28
2 材料和方法  28-35
  2.1 水稻材料及菌株、载体  28
  2.2 数据分析方法  28-30
    2.2.1 Phylogeny分析  28-29
    2.2.2 ChIP-seq测序数据分析  29-30
  2.3 DNA、RNA抽提  30
  2.4 基因印记类型检测  30
  2.5 PCR和Real-time PCR的检测  30-31
  2.6 染色质免疫沉淀(ChIP)  31
  2.7 淀粉和储藏蛋白的含量测定  31-32
    2.7.1 淀粉含量测定  31-32
    2.7.2 储藏蛋白的含量测定  32
  2.8 树脂切片  32-35
3 实验结果与分析  35-54
  3.1 使用ChIP-seq方法研究组蛋白去乙酰化酶  35-47
    3.1.1 H3K9ac在基因组上的分布  37-40
    3.1.2 OsSRT1对H3K9ac分布的影响  40-42
    3.1.3 OsSRT1在基因组上的分布  42-43
    3.1.4 OsSRT1可能的直接下游基因  43-45
    3.1.5 OsSRT1与转座子的关系  45-46
    3.1.6 OsSRT1的结合motif寻找  46-47
  3.2 JMJ706对胚乳发育的影响  47-54
    3.2.1 jmj706的胚乳发育异常  47-48
    3.2.2 胚乳切片及储藏物质含量的测定  48-51
    3.2.3 JMJ706与基因印记  51-54
4 讨论  54-62
  4.1 OsSRT1和H3K9乙酰化  54-56
  4.2 JMJ706的功能探讨  56-62
    4.2.1 jmj706的表型  56-57
    4.2.2 JMJ706与花期  57-58
    4.2.3 JMJ706与染色质构象  58-61
    4.2.4 JMJ706的表达谱数据  61-62
参考文献  62-73
附录  73-92
  附录A 实验数据补充  73-82
  附录B 部分实验操作和试剂配方  82-91
  附录C 作者简历  91-92
致谢  92

水稻组蛋白末端修饰酶OsSRT1和JMJ706的功能研究

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