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在高等植物中,细胞分裂素通过对细胞分裂与分化的调节而广泛参与了对植物生长发育的调控。它参与到各种各样的生理功能过程,包括参与配子细胞与胚胎发育、细胞分裂、促进芽的分化、调控顶端优势、抑制主根的伸长、促进维管束的形成、花朵和果实的发育、花青素的产生、叶绿体生物合成、参与胁迫反应和病原抵抗以及延缓开花时间和叶片衰老等。最近有研究表明:细胞分裂素参与了盘基网柄菌的孢子形成。双组分信号系统是原核细胞和真核细胞感受和传递环境刺激信号的重要途径。对植物双组分系统的组成元件及其功能的鉴定是目前植物细胞生物学研究领域的一个热点问题。拟南芥双组分信号系统的研究被列为美国NSF 2010计划项目,并已取得重要进展。研究表明双组分信号系统参与植物对激素(乙烯、细胞分裂素)、渗透和光信号的转导和传递。植物细胞分裂素受体属于组氨酸蛋白激酶家族,是双组分信号系统的组分。在拟南芥中发现了三种膜结合型的细胞分裂素受体,AHK2、AHK3和AHK4,它们可与胞外的细胞分裂素结合并将信号转导到细胞内。其中AHK2和AHK3在植物的根、茎、叶和花中均有表达,AHK4主要在根中表达。AHK4基因突变后,植株不表现出细胞分裂素对根伸长的抑制作用。大白菜(Brassica pekinensis Rupr.)是一种重要的蔬菜作物。目前已公布的大白菜基因组测序结果尚不完整,尚未见对于大白菜全基因组及个别双组分信号系统组分的分析鉴定。在本论文工作中,我们通过RT-PCR,RACE等一系列分子生物学实验方法,从大白菜中分离出了与拟南芥AHK4基因同源(命名为PHK4基因)的部分cDNA序列3156bp。对得到的序列运用NCBI、Bioedit、CDD、SWISS-MODEL、理化性质预测、无根进化树构建及3’UTR区的二级结构预测等各种生物信息学在线分析程序和分析方法,对PHK4基因的cDNA序列进行了一系列整理和分析,预测得到了PHK4基因的开放阅读编码框2985 bp,编码994个氨基酸,与拟南芥AHK4基因的开放阅读框及氨基酸序列的相似性分别为86.65 %和92.07 %。理化性质预测表明,PHK4与AHK4许多基本的理化性质相似。保守结构域、三级结构预测及无根进化树分析显示,PHK4已经具有与AHK4完整的和结构相似的跨膜结构域、信号传递域和信号接收域,而且与AHK4的亲缘关系最近。PHK4的3’UTR区有171 bp,与拟南芥AHK4基因的3’UTR区的同源性仅为39.86 %,远低于编码区序列的相似性,但二者用RNAdraw预测的二级结构相似。综合论文的实验及分析结果得出从大白菜中分离到了一个未知的与拟南芥AHK4同源的PHK4基因。通过上述分析,我们预测PHK4是大白菜中的一个组氨酸蛋白激酶,作为细胞分裂素受体参与信号转导。进一步的分析研究正在进行中。对于PHK4基因功能的的验证可以采用酵母功能互补实验,利用同源基因的酵母突变体,恢复其突变以验证基因功能。本论文培养酵母突变体(TM182),并扩增了酵母的真核表达载体(pCUY315以及pCUY90),为今后进行功能验证打下基础。