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本文以水稻和拟南芥液泡加工酶(VPE)家族为研究对象,对所有VPE成员进行了初步的生物信息学分析,并且进一步对部分VPE成员在细胞程序性死亡PCD过程中发挥的作用进行了实验验证,主要内容如下:
1.高等植物液泡加工酶VPE家族的生物信息学分析
利用已知的植物液泡加工酶(vacuolar processing enzyme,VPE)蛋白家族的Peptidase_C13结构域序列为检索序列,对拟南芥和水稻中的VPE家族成员进行序列分析,同时利用所有成员的氨基酸序列构建系统发生树,并对其中的保守序列以及信号肽区段和亚细胞定位进行了分析。结果表明:1)结合同源序列的搜索和结构域的鉴定,最终在拟南芥和水稻中分别确定了8个和13个VPEs,其中2个拟南芥和11个水稻VPE成员为本文首次报道;2)蛋白系统发生分析表明,该基因家族的基本特征在拟南芥和水稻物种分离之前就已经形成;3)多序列联配以及MEME分析表明,Peptidase_C13结构域在VPE家族成员间高度保守。4)亚细胞定位分析表明,VPE成员定位于细胞中的不同区域,定位于液泡中的占多数.
2.盐胁迫诱导水稻根尖细胞PCD过程中VPE转录水平变化
在上述基础上本文进一步研究了盐胁迫诱导水稻根尖细胞PCD过程中,水稻VPE家族两个成员OsVPE1和OsVPE8转录水平的差异。结果表明,500mMNaCl诱导水稻根尖细胞PCD发生过程中,OsVPE1和OsVPE8基因转录水平显著升高,提示液泡加工酶可能在水稻细胞程序性死亡中发挥重要作用。