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题目:小麦叶绿体蛋白质编码基因RNA编辑位点的测定及与返白现象关系初探

关键词:RNA编辑,叶绿体,小麦,返白系

  摘要


RNA编辑是一种发生在转录后核苷酸特异位点的加工修饰现象,包括核苷酸的插入、删除和改变,于1986年首次发现,近年来已广泛发现于病毒、真菌、植物、昆虫和人类细胞中。高等植物中,RNA编辑主要发生在线粒体和叶绿体转录本中。
小麦是一种重要的粮食作物,其叶色突变体返白系于1985年发现。小麦返白系具有低温诱导的阶段性白化特性,是研究叶色突变的良好实验材料。本实验对小麦返白系及其野生型矮变一号的叶绿体蛋白质编码基因RNA编辑位点进行了测定,取得的主要研究成果如下:
1.       通过比对预测出17个小麦叶绿体蛋白质编码基因可能存在28个RNA编辑位点。运用PCR、PT-PCR和测序等方法检测出14个基因中的26个RNA编辑位点。26个编辑位点全部是C到U的转换,其中24个RNA编辑发生在密码子的第二位。编辑事件偏向于发生在U_A类型中,大部分编辑事件增加了编码氨基酸的疏水性,有8对编辑位点可能各自由相同的反式作用因子识别。
2.       对返白系小麦叶绿体蛋白质编码基因RNA编辑位点进行测定后,与野生型矮变一号比对分析,结果显示:小麦返白系的RNA编辑位点与矮变一号小麦一致,但rpoA C527、rpoB C467、rpoB C545、rpoB C560和rpoC2 C4031五个编辑位点的编辑效率存在差异,且在返白期和复绿期五个编辑位点的编辑效率也有不同程度的变化。
3.       利用软件对上述五个编辑位点编辑前后对应的蛋白质二级结构进行分析,表明rpoA C527、rpoB C467和rpoC2 C4031的RNA编辑在一定程度上可能会影响蛋白质的二级结构。
4.       通过半定量RT-PCR对两种小麦在返白期和复绿期叶绿体基因转录水平的分析,结果显示:在白化期,返白系小麦中大部分基因的转录水平比矮变一号明显偏低;而复绿期,返白系小麦中所有基因的转录水平均可恢复到野生型的水平。
这些结果证明小麦返白系的阶段性白化特性与RNA编辑效率的改变有关,为探讨小麦返白的分子机制提供了资料。