【摘要】：植物激素脫落酸(abscisic acid,ABA)作為植物體內(nèi)最重要的植物激素之一,參與調(diào)控了植物多種生長和發(fā)育過程,如種子成熟、種子萌發(fā)、幼苗生長、氣孔運動以及開花等。此外,ABA在植物響應(yīng)外界各種環(huán)境脅迫的過程中也扮演著非常重要的角色,被稱為逆境激素。目前最為認可的ABA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路含有三種核心組分:ABA受體PYR/PYL/RCAR蛋白、負調(diào)控因子2C類蛋白磷酸酶(PP2C)和正調(diào)控因子SNF1相關(guān)蛋白激酶2(SnRK2),它們組成一個雙重負調(diào)控系統(tǒng)來控制ABA信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)。本實驗以擬南芥為研究材料,通過用NaCl、甘露醇、ABA等處理超表達株系、突變體和野生型幼苗來研究AtPSL4的功能。研究結(jié)果和主要結(jié)論如下:(1)通過對GENEVESTIGATOR和ArabidopsiseFP Browser數(shù)據(jù)庫的檢索,結(jié)合本實驗室之前iTRAQ數(shù)據(jù)的結(jié)果,鑒定出潛在的響應(yīng)鹽脅迫的候選基因,并最終選擇了AtPSL4作為研究對象開展下一步實驗。AtPSL4基因編碼一個類葡萄糖苷酶Ⅱβ亞基,其CDS全長包括1944個堿基,編碼一條647個氨基酸的多肽鏈。通過與擬南芥及其他物種比對分析,發(fā)現(xiàn)AtPSL4進化非常保守,且無旁系同源基因,其N端存在信號肽和PRKCSH-like結(jié)構(gòu)域,C端存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號和PRKCSH_1結(jié)構(gòu)域。(2)通過萌發(fā)時野生型和AtPSL4超表達對鹽、甘露醇的響應(yīng)分析,發(fā)現(xiàn)AtPSL4超表達株系的萌發(fā)速率明顯高于野生型;萌發(fā)后,AtPSL4超表達株系的幼苗子葉變綠的速度也快于野生型。說明AtPSL4正調(diào)控萌發(fā)和萌發(fā)后幼苗的生長。(3)通過高通量數(shù)據(jù)和qRT-PCR的方法對AtPSL4的表達模式進行分析,發(fā)現(xiàn)AtPSL4存在一定的組織表達特異性,其中在根中的表達量最多,在花中幾乎不表達;另外,AtPSL4受ABA誘導(dǎo)明顯上調(diào),而受鹽、甘露醇等的影響較小。(4)通過構(gòu)建PSL4與GFP的融合蛋白載體,進行煙草瞬時侵染,發(fā)現(xiàn)PSL4定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。片段缺失實驗表明N端信號信號肽在其定位中發(fā)揮重要功能。(5)利用多效唑作為赤霉素合成的抑制劑,發(fā)現(xiàn)AtPSL4超表達株系萌發(fā)速度依舊高于野生型。同時,用qRT-PCR檢測了赤霉素合成代謝及響應(yīng)的marker基因的表達量,發(fā)現(xiàn)AtPSL4超表達株系和野生型沒有明顯差別,表明AtPSL4未參與到赤霉素信號通路中,暗示它可能參與了 ABA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。(6)當存在ABA時,AtPSL4超表達株系的萌發(fā)速度高于野生型,且隨著ABA濃度的升高,差異越來越明顯。利用qRT-PCR檢測了 ABA信號通路marker基因的表達量,發(fā)現(xiàn)ABI3、ABI4、ABI5、RD29A等在AtPSL4超表達中表達量明顯下降,而PYL/PYRs、PP2Cs、SnRKs的表達量未表現(xiàn)差異,說明AtPSL4參與了 ABA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程,且可能在SnRKs下游、ABI5上游發(fā)揮功能。(7)利用酵母雙雜實驗檢測了 PSL4與CaM2.1、CaM4.1、CaM6、CaM7的互作情況,發(fā)現(xiàn)它們并不互作;利用qRT-PCR檢測了 ABA處理條件下CaMs的表達量,發(fā)現(xiàn)沒有明顯差異,說明AtPSL4未參與到鈣調(diào)蛋白介導(dǎo)的ABA通路中。(8)通過酵母雙雜和BiFC實驗發(fā)現(xiàn)PSL4和SnRK2.2、SnRK2.3、SnRK2.6互作,與ABA受體不互作,表明其可能在SnRKs下游發(fā)揮功能。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q943.2

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

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