1. 研究目的与意义
研究目的:
结构蛋白是细胞壁的重要组成成分。最早发现的细胞壁结构蛋白是伸展蛋白(extensin),它在初生壁中约占壁干重的1%~15%。近年来在拟南芥中进行的研究结果显示,伸展蛋白除了控制细胞的正常伸展,增强细胞壁的机械强度也参与细胞壁的初始形成过程,这是不同于以往对细胞伸展蛋白认识的新发现。由于伸展蛋白是细胞壁结构蛋白的主要组成成分,研究伸展蛋白的结构和功能对更好的了解细胞壁结构及其组装具有重要意义。
拟南芥、水稻、杨树、葡萄、番木瓜等均已全基因组测序,并进行了相关基因的电子功能注释。其中拟南芥的伸展蛋白已进行了较为深入的研究,为其它模式植物的同源蛋白研究提供了一定的基础。
2. 国内外研究现状分析
由于伸展蛋白是细胞壁结构蛋白的主要组成成分,不同学者在该方面有许多相关研究。目前已知的功能有:
(一)伸展蛋白是细胞壁形成必须的结构蛋白:有学者通过添加脯氨酰羟化酶的阻遏物,脱氢脯氨酸到介质中,成功阻遏烟草原生质体愈伤组织细胞壁形成,证明了伸展蛋白是细胞壁形成必须的结构蛋白。
(二)伸展蛋白的表达量与细胞伸展的关系:已有研究证明伸展蛋白的表达量与细胞伸展程度呈负相关,提高伸展蛋白的表达量可能促进表达组织或器官局部区域细胞密度增加。例如roberts等(2006)用启动子与拟南芥(拟南芥1号伸展蛋白基因)融合,转入拟南芥,融合基因在转基因拟南芥中有高水平表达,形态上显示转基因植株相对于野生型植株茎粗度明显提高,而茎的高度降低,说明合成的更多伸展蛋白可能通过形成交联网,导致细胞伸长的提前停止。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容
1:从数据库(ncbi)中下载水稻、杨树、葡萄、番木瓜等伸展蛋白基因序列
2:进行blast,查找到各种模式植物的蛋白
4. 研究创新点
本实验利用最近几年建立形成的生物信息学处理方法与手段,对数据库中已有的水稻、杨树、葡萄、番木瓜等基因组序列进行分析,对其进行序列处理和同源性分析,用这种信息化的手段进行生物学的研究是本实验的特色与创新之处。
我们旨在用这种方法建立一个完善的水稻、杨树、葡萄、番木瓜伸展蛋白数据库,设计出找出可分析的伸展蛋白,为上述几种模式植物的同源蛋白研究以及进一步开发利用、物种的基因改良等提供帮助。
