摘 要

杨树是世界上分布最广、适应性最强的树种。本论文主要针对杨树的叶绿体基因和蛋白质进行初步研究，通过在基因与蛋白质组学数据库检索（Uniprot）与相关文献的阅读，分析两者的共性与个性，得到以下结论：（1）近年来关于杨树的研究没有拟南芥的多和广泛，但有逐年递增的趋势；（2）杨树基因组的4．5万多个蛋白编码基因中，大约只有12％的基因在拟南芥基因组中并没有检索到相似性，但是在拟南芥基因组中也只有9％的基因同杨树基因组序列没有检索到相似性；（3）进行对杨树几种代表品种的叶绿体类囊体膜蛋白的提取，发现杨树叶绿体类囊体膜蛋白质的SDS-PAGE，可显示出40多条带；（4） Abdallah等利用生物信息学方法，则可以预测到拟南芥叶绿体蛋白质组包含1900-2500个蛋白，其中87个是由叶绿体DNA编码而成。

关键词：杨树，叶绿体，基因，蛋白质

Abstract

Populus is the world's most widely distributed and adaptable species. This thesis was mained armed at chloroplast genes and proteins of Populus for preliminary research, through the genes and proteomics database retrieval (Uniprot) and the related literature reading and analyzed the universality and individuality.The conclusions were as follows:(1) In recent years about the Populus research were less and less widely than Arabidopsis thaliana, but the research trended increasing every year ; (2) The Populus genome had more than 45000 protein-coding genes, only about 12% of genes did not have access to similarity in Arabidopsis thaliana genome, but also only 9% of the gene in Arabidopsis thaliana genome hadno access to similarity with Populus genome sequence; (3) With several representatives of the varieties of Populus chloroplasts thylakoid membrane protein extraction, it was found that Populus chloroplast thylakoid membranes of sds-page protein could show more than 40 bands; (4) Abdallah and some other researchers used the bioinformatics method, it could predict that the Arabidopsis thaliana chloroplast's protein group contained 1900-2500 protein, of which 87 by chloroplast's DNA coding.

Key words: Populus ,chloroplast ,gene, protein

目录

1. 前言 1

1.1课题研究背景 1

1.2 国内外同类研究概况 1

1.2.1国内研究概况 1

1.2.2国外研究概况 2

1.3叶绿体简介 3

1.3.1叶绿体 3

1.3.2叶绿体的功能 4

1.3.3叶绿体基因的特点 4

1.3.4叶绿体基因代谢调控 5

1.3.5叶绿体蛋白质 6

1.4研究目的与意义 7

2. 研究方法 7

2.1在NCBI网站和基因与蛋白质组学数据库检索（Uniprot） 7

2.2参考关于杨树和拟南芥叶绿体的文献 11

3. 结论与讨论 11

3.1NCBI网站搜索结果 11

3.2Uniprot网站搜索结果 13

3.3参考文献搜索结果 16

3.3.1杨树（Populus）叶绿体基因概况及与拟南芥（Arabidopsis thaliana）的比较 17

3.3.2杨树（Populus）叶绿体蛋白质概况及与拟南芥（Arabidopsis thaliana）的比较 18

4.结论 20

致 谢 21

参考文献 22

1. 前言

叶片是进行光合作用的主要器官，而叶绿体是进行光合作用的主要细胞器，地球上一切生命的存在从根本上说都依赖于光合作用。本论文所涉及到的杨树叶绿体是与植物拟南芥等模式植物做辅助材料进行比较实验，从而通过实验数据的整理与分析并与现有参考文献的结合完成杨树与拟南芥在叶绿体基因和蛋白质方面的共性与个性的分析。本论文通过在数据库中检索与叶绿体相关的基因和蛋白质，并分析与拟南芥的共性与个性，根据现有的参考文献及所得数据对杨树叶绿体基因和蛋白质进行较为全面的整理和分析。基于实验数据的分析和现有研究成果的相互结合，为其观赏价值和使用价值的研究提供相关依据。

1.1课题研究背景

杨树（Populus）是杨柳科杨属植物落叶乔木的通称。杨树（Populus）是世界上分布最广、适应性最强的树种。全属有100多种，主要分布在中国（江苏大丰杨树基地），欧洲（东非林场），亚洲，北美洲的温带、寒带以及地中海沿岸国家与中东地区。中国有50多种。木材用作民用建筑材，生产家具、火柴梗、锯材等，同时也是人造板及纤维用材。叶是良好的饲料。杨树（Populus）又是用材林、防护林和四旁绿化的主要树种。通过对其叶绿体基因和蛋白质的初步研究能对其观赏价值和使用价值的研究提供相关依据，并提高其经济效益，从而提供更大的生态效益和社会效益。

1.2 国内外同类研究概况

1.2.1国内研究概况

近几年，叶绿体DNA的研究越来越受到重视，因为叶绿体不仅是植物光合作用的器官，而且DNA分子结构紧凑，相对于核DNA而言，分子量小，结构简单，更易从分子水平上作精细分析。另外，叶绿体DNA具有稳定性，进化缓慢性及编码序列的保守性，因而是研究植物系统发育的好材料。虽然在许多植物中，叶绿体DNA分子非常保守，环状结构大都含有由两个单拷贝区分割的反向重复序列，但在一些豆科作物和针叶树中却发现没有反向重复序列，从而使叶绿体DNA在这些植物中出现了较大变异，并表现为父系遗传。

随着杨树（Populus）基因组序列的完成和各种遗传，基因组，生化工具的发展，现今杨树可以提供很多学习那些在拟南芥（Arabidopsis thaliana）和水稻这两个主要模型系统的植物生物学和基因组学里不能容易解决的问题的可能性。主要特征，如木材形成、长期增长和季节性是很明显区域的研究，但其他领域的研究如控制花开，生物的互动关系以及适应特征演化是通过添加一个树种到丰富的模型系统中。此外，杨树（Populus）的生殖生物学既对研究提供了新的可能性和挑战也分析了自然遗传和表型变异。