藻類熱激蛋白系統(tǒng)進(jìn)化研究及三種紫菜HSP70基因的克隆與表達(dá).pdf

1、分類號(hào)分類號(hào)碩士學(xué)位論文題目：目：藻類熱激蛋白系統(tǒng)進(jìn)化研究及藻類熱激蛋白系統(tǒng)進(jìn)化研究及三種紫菜三種紫菜HSP70基因的克隆與表達(dá)基因的克隆與表達(dá)英文題目：英文題目：TheevolutionofheatshockproteininalgaestudyontheHSP70geneofthreespicesPyropiabycloningexpression姓名鄭紅妍學(xué)號(hào)11408053所在學(xué)院理學(xué)院導(dǎo)師姓名陳偉洲專業(yè)海洋生物學(xué)入學(xué)日期201

2、4年9月答辯日期2017年5月I摘要熱激蛋白70（HSP70，heatshockprotein70）是生物體內(nèi)分布最廣，進(jìn)化上最保守的一類熱激蛋白。植物HSP70主要介入新生蛋白的折疊與成熟、受損蛋白的降解和蛋白的運(yùn)輸，同時(shí)HSP70在海藻的發(fā)育、抗病性及非生物脅迫的響應(yīng)方面都起著重要作用。定生于中潮帶和上潮帶的大型海藻，周期性的經(jīng)歷海水和空氣兩種截然相反的環(huán)境條件的變化，面對(duì)失水、高滲、強(qiáng)光等諸多極端環(huán)境因子的強(qiáng)烈脅迫，而藻類有多種應(yīng)

3、對(duì)環(huán)境脅迫的保護(hù)機(jī)制，其中熱激蛋白（HSPs）在藻類抗逆過(guò)程中起著重要作用。目前，由于大型藻類中還存在許多未證實(shí)的HSPs基因，利用生物信息學(xué)方法對(duì)HSPs基因家族進(jìn)行鑒定分析。以藻類基因組為主體，統(tǒng)計(jì)出不同藻類中熱激蛋白基因家族總數(shù)、亞家族數(shù)量，制作統(tǒng)計(jì)表；利用NCBI中古菌、藍(lán)細(xì)菌、真菌、藻類、高等植物HSPs基因，以包括NCBI和大型海藻轉(zhuǎn)錄組（IKP計(jì)劃）中的基因組（包括后生動(dòng)物、維管植物、藍(lán)細(xì)菌、卵菌、定鞭藻、輪藻、棕色藻、紅

4、藻、隱藻、灰色藻、甲藻、綠藻、褐藻基因組）為主，進(jìn)行Blast，篩選目的序列，對(duì)不同熱激蛋白家族，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，以類群（門、綱）為單位，研究不同熱激蛋白家族基因的分布、起源、進(jìn)化，進(jìn)一步探索藻類中的HSPs的功能，為研究藻類抗脅迫機(jī)制奠定基礎(chǔ)。紫菜對(duì)于抗逆脅迫的良好生物學(xué)特性，已有大量研究報(bào)道了條斑紫菜和壇紫菜兩種紫菜的HSP70在抗逆脅迫過(guò)程中的轉(zhuǎn)錄表達(dá)情況，并推測(cè)其在抗逆過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用。壇紫菜（Pyropiahaitane

5、nsis）、長(zhǎng)紫菜（P.dentata）和皺紫菜（P.crispata）是南方常見(jiàn)的野生種類，生長(zhǎng)于中高潮帶巖礁，具有較高的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前，已有從光合生理和生化組成上研究了三種紫菜在高溫脅迫下具有不同的抗性。本文則從分子水平揭示三種紫菜的耐熱機(jī)制，探究三種紫菜的耐高溫能力，為紫菜的栽培生產(chǎn)提供科學(xué)指導(dǎo)。主要研究結(jié)果如下：1.統(tǒng)計(jì)不同藻類中熱激蛋白基因家族總數(shù)，對(duì)不同熱激蛋白家族，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，探究熱激蛋白基因在藻類中的進(jìn)化情

6、況。2.為進(jìn)一步探討HSP70基因的生物學(xué)作用及其在系統(tǒng)進(jìn)化方面的保守性，采用RACE的方法，克隆了壇紫菜、長(zhǎng)紫菜和皺紫菜HSP70基因序列：PhHsp70、PdHsp70、PcHsp70，其基因全長(zhǎng)分別為2152bp、2137bp、2150bp。編碼區(qū)均包含1866bp，共編碼621個(gè)氨基酸，與同屬紫菜HSP70的氨基酸一致性達(dá)90%以上。3.三種紫菜分別在22℃、27℃、31℃下處理0、10min、30min、1h、6h、12h、1

7、8h、24h、35h，利用RealtimePCR技術(shù)研究在不同溫度脅迫下HSP70基因的表達(dá)情況，進(jìn)而去探究海藻在溫度的刺激下機(jī)體耐溫的相關(guān)分子機(jī)制，HSP70基因在三種紫菜中的表達(dá)水平變化趨勢(shì)基本一致，均呈現(xiàn)先上調(diào)后下調(diào)，隨后稍上調(diào)再下調(diào)的趨勢(shì)。皺紫菜在31℃高溫脅迫10min即可檢測(cè)到表達(dá)水平顯著上調(diào)至最高水平，長(zhǎng)紫菜和壇紫菜31℃熱激時(shí)均于1h表達(dá)量達(dá)到最高水平。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：大型海藻；熱激蛋白；系統(tǒng)進(jìn)化；紫菜；HSP70；克隆；