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组蛋白H3K14乙酰化调控紫色紫孢菌生长和产孢的机制研究

2020-12-08阅读(624)

组蛋白H3K14乙酰化调控紫色紫孢菌生长和产孢的机制研究

论文摘要

紫色紫孢菌（Purpreocillium lavendulum）是目前已实现商品化的线虫生防真菌。本研究以紫色紫孢菌Ku80敲除菌株为出发菌株,首先利用同源重组的方法对组蛋白H3K14位点进行点突变,同时敲除修饰组蛋白H3K14乙酰化的组蛋白乙酰基转移酶gcn5,之后对Ku8K敲除菌株和各突变株的生长和产孢进行测定和比较,并结合转录组学和基因功能分析等方法研究组蛋白H3K14乙酰化调控紫色紫孢菌的生长和产孢的机制。通过以上研究可以初步阐明组蛋白修饰调控紫色紫孢菌产孢的分子机制。主要研究结果如下:1.获得H3K14突变菌株首先获得H3K14位点突变成R和Q的H3片段,然后酶切质粒H3-3’-pPK2-sur-GFP,经过In-fusion酶连接将突变片段连接到sur基因的另一端。将构建好的突变载体通过农杆菌介导的方法转化紫色紫孢菌Ku80菌株,用氯啼磺隆筛选转化子,通过测序和Western blot的方法对转化子进行验证。2.获得gcn5敲除菌株首先酶切质粒pPK2-sur-GFP,然后经过In-fusion酶连接将gcn5上下游同源片段连接到sur基因的两端。将构建好的敲除载体通过农杆菌介导的方法转化紫色紫孢菌Ku80菌株,用氯嘧磺隆筛选转化子,通过PCR等方法对转化子进行验证。3.突变株和敲除株的生长和产孢受到影响Ku80菌株的孢子形成能力相对高于突变株和敲除株。在所研究培养基上,除PDA培养基外,H3K14Q突变株和gcn5敲除株与Ku80菌株相比生长速度均降低。然而,在PDA培养基上,H3K14R突变株的生长速度相对高于Ku80菌株,并且在其它培养基上没有显著变化。4.各突变株和敲除株的转录组分析组蛋白的翻译后修饰会影响染色质的结构,从而会影响基因的表达[2]。不管是H3K14R突变株还是H3K14Q突变株,或者是gcn5敲除株,与Ku80菌株相比,组蛋白H3K14的乙酰化水平均处于异常状态。这种非正常的乙酰化或者去乙酰化状态将会影响紫色紫孢菌的一些生长和产孢相关基因,从而导致H3K14Q突变株和gcn5敲除株的生长和孢子形成能力的降低,以及H3K14R突变株产孢能力的降低。为了在不同菌株中发现这些受影响的生长和孢子形成相关基因,分析了上述的表型,确定样品收集的时间点,将Ku80菌株和各转化子的样品进行转录组分析比较。对表型有明显差异的菌株之间的差异基因进行分析,找出依赖表观遗传修饰的代谢相关基因。本论文的主要创新点:真菌在营养匮乏的环境中停止生长并产孢是其重要的生存策略,从表观遗传调控的角度探讨饥饿诱导真菌生活史转化的分子机理并未见报道,本研究从组蛋白H3K14突变体出发,通过筛选PDA中营养胁迫的营养物质,结合转录组分析和突变体库筛选等方法试图阐明组蛋白H3K14介导的营养胁迫诱导产孢的分子机制,为全面理解真菌适应环境胁迫调控生活史转变的生存策略奠定理论基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 文献综述
  •   1. 植物寄生线虫的危害及紫色紫孢菌的应用
  •   2. 丝状真菌组蛋白翻译后修饰调控产孢的机制
  •     2.1 H3K14修饰及其功能
  •     2.2 组蛋白乙酰基转移酶GCN5对丝状真菌的产孢调控
  •   3. 本论文研究思路及内容
  • 第二章 材料与方法
  •   1. 前言
  •   2. 实验材料与仪器
  •     2.1 实验菌株和质粒
  •     2.2 实验试剂和培养基
  •     2.3 实验仪器
  •     2.4 实验用酶和试剂盒
  •   3. 研究方法和步骤
  •     3.1 组蛋白H3K14突变为R和Q的突变株的构建
  •     3.2 gcn5敲除株的构建
  •     3.3 Southern blot验证
  •     3.4 Western blot验证
  •     3.5 表型分析
  •     3.6 转录组分析
  • 第三章 实验结果与分析
  •   1. 组蛋白H3K14的突变影响紫色紫孢菌的生长和产孢
  •   2. gcn5的敲除影响紫色紫孢菌的生长和产孢
  •   3. 转录组分析
  • 全文总结与展望
  • 参考文献
  • 附录
  •   附录1 论文中使用的引物序列
  •   附录2 论文中使用的缩写及中英文对照
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 韩晶晶

    导师: 张克勤,梁连铭

    关键词: 产孢机制,紫色紫孢菌,孢子形成,组蛋白修饰,表观遗传调控

    来源: 云南大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 云南大学

    基金: 国家自然科学基金项目:“N-乙酰葡糖胺抑制淡紫拟青霉产孢的分子机制”(项目编号:31572063),国家自然科学基金地区项目:“紫色紫孢菌营养胁迫诱导产孢的表观遗传机制研究”(项目编号:31860016)

    分类号: Q939

    总页数: 85

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