高级植物生理学第一章植物生理与分子生物学.ppt

环境因素诱导表达基因： 在长期适应和进化过程中，植物形成了感知环境并能做出适应性反应的特性。主要是通过启动不同基因的表达可在一定范围内适应光、温、水等环境的变化。 环境因素诱导表达基因是在某些特定的物理或化学信号的刺激下 ，通过诱导型启动子活动实现的。天然诱导型启动子包括光、温度、激素应答启动子等。 目前已经分离了光诱导表达基因启动子、热诱导表达基因启动子、创伤诱导表达基因启动子、真菌诱导表达基因启动子和共生细菌诱导表达基因启动子等。 当前第62页\共有111页\编于星期五\14点 确定某种基因在何种组织专一表达的方法： ① 以基因编码区中一段序列为探针，从不同组织或器官中提取总 mRNA，进行Northern杂交。 Northern 杂交技术用于检测特异性 mRNA 的存在。mRNA 样品经电泳分离后，转移到硝酸纤维素膜上，与 DNA 探针进行杂交，即可检测特异性mRNA分子在样品中存在与否，量的多少。 当前第63页\共有111页\编于星期五\14点 限制性酶切 电泳 同位素探针杂交 放射自显影 转膜 mRNA 当前第64页\共有111页\编于星期五\14点 mRNA 电 泳 DNA probe 转 膜 Northern 杂交技术广泛用于研究特异性mRNA分子在细胞处于不同条件下发生量和质的变化，或不同组织器官中基因表达的差异。 当前第65页\共有111页\编于星期五\14点 ② Northern 原位杂交 指在细胞、组织切片上直接进行分子杂交，通过检测细胞内特异 mRNA 的存在与否来了解哪些细胞中有特异基因的表达。 整个过程包括材料的预处理、细胞固定、细胞的 DNase 酶解（降解DNA，减少非特异性杂交）杂交、检出。 当前第66页\共有111页\编于星期五\14点 ③ 将待测基因的启动子序列与一报告基因的编码区及 3’ 端终止区连接，建成融合基因，经转化植物细胞得到再生植株后，检测报告基因在何种组织与细胞中表达。 常用的报告基因有：GUS基因、 Nos、Ocs 基因等。 ??葡萄糖苷酸酶； X-Glucuionic acid （5-bromo-4-chloro-3-indoyl—glucuronic acid） 当前第67页\共有111页\编于星期五\14点 GFP 荞麦细胞色素的可溶区段（红色） 当前第68页\共有111页\编于星期五\14点 ④ 用基因编码的蛋白质制备出抗体，对植物不同组织切片进行免疫原位杂交。（ Western蛋白质杂交技术) 当前第69页\共有111页\编于星期五\14点 4.1 器官、组织专一性表达的基因 ② HRGP 基因： 编码富含羟脯氨酸糖蛋白( Hydroxyproline-rich glycoprotein HRGP )，主要在茎栅状细胞、表皮细胞中表达。 ① rbcS 基因： 编码 Rubisco 小亚基，在叶肉细胞、保卫细胞、中脉与绿色组织细胞中表达。 当前第70页\共有111页\编于星期五\14点 ③ P2基因： 编码一种参与花粉管萌发生长的蛋白质，只在雄蕊成熟花粉与花粉管中表达。 ④ PAL2基因： 编码PAL，参与花色素形成，只在花瓣中表达。 ⑤ Gy4基因： 编码大豆贮藏蛋白，只在胚乳组织中表达。 ⑥ ? Amyl基因： 编码?-淀粉酶，种子萌发时，在糊粉层表达。 当前第71页\共有111页\编于星期五\14点 4.2 受环境影响而表达的基因 ① HSP 基因： 编码 80~90、65~75、15~30kD 几种热激蛋白。 热胁迫时，HSF单体在核内组装成三聚体，与DNA 的 HSE（热激元件）结合，刺激HSP-mRNA转录，翻译成HSP。HSP参与生物体内新生肽的运输、折叠、组装、定位以及变性蛋白的复性和降解。 HSP功能：维持变性蛋白质的可溶性，使变性蛋白重新折叠成有活性的构象，提高蛋白质（酶）热稳定性。 当前第72页\共有111页\编于星期五\14点 热激因子（H