Expression of chloroplast psbD-psbC gene cluster in rice plants

• Main Authors: LU, ZHEN-HUA, 呂貞華
• Other Authors: CHEN, SHU-ZHEN
• Format: Others
• Language: zh-TW
• Published: 1992
• Online Access: http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/15780493010920298930

碩士 === 國立海洋大學 === 水產食品科學研究所 === 80 === psbD及psbC分別為光合作用第二光系統反應中心之D2與CP43蛋白質的基因，兩者乃 ▔▔ ▔▔ 縱列於高等植物葉綠體DNA 之LSC 區域，其coding region 有一小段重疊。本論文 主要是探討水稻葉綠體在發育時間，psbD與psbC基因之表現，以及光照對此基因表 ▔▔ ▔▔ 現之影響。首先，分別抽取在暗中與不同光照下生長的水稻幼苗之總RNA ，進行北 方墨點轉印分析，結果顯示，水稻葉綠體psbD-psbC 操縱子之表現，具有十分複雜 ▔▔ ▔▔ 的轉錄機制，至少產生五條主要轉錄產物，分別為：1.5Kb，1.6Kb，1.8Kb，3.0Kb ，3.2Kb 以及一些尚未確定的少量轉錄產物。暗中生長的水稻幼苗即有五條主要轉 錄產物累積（3.2Kb mRNA的含量極少，幾乎偵測不到），照光後，3.0Kb 與3.2Kb 二條RNA ，會隨光照時間加長，大量增加其累積量，其它數條RNA 的累積量則變化 較少。 在RNA 混雜交分析中，採用不同的DNA 探針或寡核酸探針進行雜交，會出現不同的 RNA 帶，顯示上述諸條psbD-psbC mRNA具有不同的5'端。為了要確定這些轉錄產物 ▔▔ ▔▔ 的5'端，於是以五條5'端標識之寡核酸探針與水稻葉總RNA 進行primer extension 分析，結果顯示3.2Kb mRNA具有heterogeneous 5'ends，主要的5'端點是位於psbD ▔▔ start codon 上游-565；3.0Kb 與 1.8Kb mRNA 的5'端，則分別位於 psbD start ▔▔ codon 下游+360及psbC start codon上游-196。分析比三條 mRNA 5'端上游的核酸 ▔▔ 序列都含有不同程度疑似原核的-35，-10之起動子序列。而在1.5Kb 與1.6Kb mRNA 5'端上游皆沒有找到疑似-35，-10之起動子序列。 在確定各個RNA 的5'端之後，依據RNA 的大小，選擇適當的DNA 片段，標識其下股 之3'端，與水稻總RNA 進行S1 nuclease protection分析，分別定出各RNA 的3'端 。結果顯示，1.6Kb，1.8Kb，3.2Kb mRNA的3'端位於psbC與trns之間；3.0Kb mRNA ▔▔ 的3'端則位於ORF62 與trnG之間，以巨型分子電腦軟體IG SUITE分析，此兩條mRNA ▔▔ 3'端上游都具有會形成"stem-loop" 構造之 inverted repeat (IR) 序列。1.5Kb mRNA具有heterogeneous 3'端，其上游核酸序列中，沒有找到明顯的 IR 序列，此 mRNA之生理功能可能為轉譯ORF100之蛋白質。 綜合以上結果，顯示水稻葉綠體psbD-psbC 操縱子轉錄時，可能利用不同的起動子 ▔▔ ▔▔ 區域。轉錄後，可能又經過5'processing以及3'processing，造成多條轉錄產物。