文档介绍：密级: 论文编号: 中国农业科学院学位论文玉米 ZmCIPK31 基因的克隆与功能分析 Cloning and Functional Analysis of ZmCIPK31 Gene in Maize (Zea mays L . ) 博士研究生:张成伟指导教师:黎裕研究员申请学位类别:农学博士专业:作物种质资源学研究方向:基因挖掘与功能验证培养单位:作物科学研究所研究生院提交日期 2009 年 6 月 Secrecy: No. Chinese Academy of Agricultural Sciences Dissertation Cloning and Functional Analysis of ZmCIPK31 Gene in Maize ( Zea mays L . ) Candidate : Zhang chengwei Advisor : Prof. Li Yu Major : Crop Germplasm Resources Specialty : Gene Discovery and Function Analysis Chinese Academy of Agricultural Sciences June 2009 论文评阅人、答辩委员名单(此页请复印论文答辩会上专家签名的一份) 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中国农业科学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名: 时间: 年月日关于论文使用授权的声明 本人完全了解中国农业科学院有关保留、使用学位论文的规定,即:中国农业科学院有权保留送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业科学院可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 论文作者签名: 时间: 年月日导师签名: 时间: 年月日 I 摘 要 钙调磷酸酶B类蛋白(calcineurin B-like proteins, CBLs)是近年来鉴定出的一类植物中特有的Ca 2+传感器,与其互作的蛋白CIPK(CBL-interacting protein kinase)一起在植物特定的生长发育和应答胁迫过程中起重要作用。对模式植物拟南芥和水稻的研究表明,CIPK广泛参与植物对高盐、低钾和干旱等非生物胁迫的应答反应。目前对于CIPK的研究主要集中在拟南芥和水稻上,其他植物上的研究相对较少。玉米作为世界上重要的粮食作物,干旱与土壤贫瘠等非生物胁迫是限制玉米生产的重要因素,挖掘玉米CIPK基因并进行功能研究,不但具有重要的理论意义,而且具有广泛的应用价值,可以为玉米抗逆转基因育种提供潜在的有效候选基因。本研究从玉米中克隆到一个新的 CIPK 基因 ZmCIPK31 ,并对其生化属性、表达特性及功能等进行了分析。主要研究工作与结果如下: 1 、ZmCIPK31 基因的克隆与序列分析利用 RACE 的方法,克隆得到 ZmCIPK31 全长 cDNA , 同时利用 PCR 方法得到了 ZmCIPK31 的基因组 DNA 序列和启动子序列。 ZmCIPK31 基因组含有 14 个外显子和 13 个内含子,蛋白结构上具有 CIPK 所共有的 N端激酶结构域和 C 端 NAF 保守结构域。对 ZmCIPK31 启动子序列内的顺式作用元件进行预测分析,发现该基因启动子区域具有光应答、胁迫应答、发育相关、激素相关及其它功能未知的调控结构域。 2 、 ZmCIPK31 蛋白激酶活性分析构建原核表达重组载体 pET- ZmCIPK3 1 和 pMAL- ZmCIPK31 ,通过原核表达分析,在大肠杆菌中成功的诱导表达了预期大小的目的蛋白。通过蛋白可溶性分析,发现 His-tag-ZmCIPK31 融合蛋白是不可溶性的,而 MBP-ZmCIPK31 融合蛋白是可溶性的。因此,将 MBP-ZmCIPK31