發(fā)布時(shí)間：2018-01-15 03:31

  本文關(guān)鍵詞：獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)靶蛋白SMXL7調(diào)控?cái)M南芥地上株型　出處：《四川農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 獨(dú)腳金內(nèi)酯 SMXL7 蛋白降解 地上株型 EAR結(jié)構(gòu)

【摘要】：植物地上株型可以概括為植物各組織器官在地上部分的布局和排列,主要包括側(cè)生器官(葉片,花)的數(shù)量和大小,次級(jí)分枝的數(shù)量,以及各組織和器官之間在空間上相互連接的關(guān)系。株型作為重要的農(nóng)藝性狀直接影響農(nóng)作物的產(chǎn)量,是傳統(tǒng)育種和現(xiàn)代育種中的重要目標(biāo)。獨(dú)腳金內(nèi)酯是目前被公認(rèn)的調(diào)控植物生長(zhǎng)株型的重要調(diào)控因子能夠?qū)Πǚ种?shù)量、分枝角度、株高、葉片形態(tài)、莖粗等表型具有調(diào)控作用。最新的研究表明SMAX1-LIKE伴侶蛋白家族中的SMXL6, SMXL7,SMXL8被鑒定為擬南芥中獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)的靶蛋白。本研究中,我們以擬南芥作為研究模型,觀察到了SMXL7能夠在擬南劃芥的根、莖、葉中快速被rac-GR24降解；揭示了SMXL7細(xì)胞核定位對(duì)蛋白質(zhì)功能和獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)介導(dǎo)蛋白降解的重要性；通體內(nèi)蛋白互作實(shí)驗(yàn)揭示了獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)元件之間的詳細(xì)互作關(guān)系；我們通過(guò)遺傳學(xué)分析闡述了SMXL7蛋白保守結(jié)構(gòu)域的功能,并提出了SMXL7作用的下游涉及多個(gè)調(diào)控途徑。1.獨(dú)腳金內(nèi)酯介導(dǎo)的SMXL7蛋白的泛素化降解普遍存在于植物組織中。本文發(fā)現(xiàn)35S:SMXL7-YFP融合蛋白在擬南芥根細(xì)胞中被rac-GR24迅速降解,蛋白降解過(guò)程需要MAX2和D14蛋白的參與。同時(shí),葉柄和莖中表達(dá)的SMXL7:SMXL7-VENUS融合蛋白也能夠被rac-GR24迅速降解。SMXL7基因主要在維管束相關(guān)組織中表達(dá),但是基因的表達(dá)水平不受rac-GR24處理影響。另外,SMXL6和SMXL7在細(xì)胞核內(nèi)形成異源二聚體在rac-GR24處理下同時(shí)被降解。2.獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)元件主要在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)揮作用。SMXL7蛋白定位在細(xì)胞核內(nèi)并在細(xì)胞核內(nèi)富集形成核斑。在本研究中,利用蛋白截?cái)鄬?shí)驗(yàn)定位了細(xì)胞核定位信號(hào)(NSL),失去細(xì)胞核定位的SMXL7蛋白喪失了大部分生物學(xué)功能。同時(shí)我們也證明了作為獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)受體的D14蛋白也主要在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)揮作用,并且我們利用FRET-FLIM證實(shí)了D14能與SMXL7和MAX2在rac-GR24處理下直接相互作用。3.SMXL7重要結(jié)構(gòu)域的功能解析。本研究中我們對(duì)SMXL7重要結(jié)構(gòu)域序列進(jìn)行了突變和修飾,創(chuàng)制了大量的SMXL7蛋白突變體。我們發(fā)現(xiàn)刪除特定的結(jié)構(gòu)域能夠分別影響蛋白的定位、對(duì)獨(dú)腳金內(nèi)酯誘導(dǎo)降解的敏感性、蛋白質(zhì)的活性等特征。借助于這些蛋白變異體,我們可以進(jìn)一步將SMXL7蛋白的功能多樣性進(jìn)行仔細(xì)劃分。4. SMXL7調(diào)控生長(zhǎng)素運(yùn)輸。SMXL7和PINl都能夠在相同的維管束形成層和木質(zhì)部薄壁細(xì)胞中表達(dá)。SMXL7d53蛋白的積累能夠增加PIN1蛋白在木質(zhì)部薄壁細(xì)胞中細(xì)胞膜基部的蛋白水平,并且增加生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸?shù)哪芰Α?.擬南芥地上組織普遍對(duì)SMXL7蛋白的活性具有敏感性。通過(guò)比較不同遺傳背景下植株在分枝數(shù)量,分枝角度,株高,葉形等表型特征,我們發(fā)現(xiàn)在獨(dú)腳金內(nèi)酯突變體中由于SMXL7不能被有效降解,因此在這些表型上產(chǎn)生了與基因拷貝數(shù)明顯相關(guān)的劑量效應(yīng)。6. SMXL7蛋白功能部分依賴于高度保守的EAR結(jié)構(gòu)域。本研究中提供了大量的遺傳學(xué)數(shù)據(jù)說(shuō)明了不同基因型所產(chǎn)生的表型的差異來(lái)源于擬南芥不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段對(duì)EAR結(jié)構(gòu)域突變的敏感度不同以及不同植物組織對(duì)SMXL7蛋白活性的敏感度不同。因此,說(shuō)明了SMXL7蛋白很可具有多種功能；SMXL7蛋白可能通過(guò)調(diào)控多個(gè)下游途徑影響擬南芥地上株型的形成。
[Abstract]:In this study , we found that SMXL7 - YFP fusion protein can be rapidly degraded by rac - GR24 in Arabidopsis root , stem and leaf . SMXL7 and PINl can be expressed in the same vascular bundle cambium and xylem parenchyma cells . The accumulation of SMXL7d53 protein can increase the protein level of the cell membrane base of PIN1 protein in the thin - walled cells of xylem . The SMXL7 protein has different sensitivity to the mutation of EAR domain and different plant tissue sensitivity to SMXL7 protein activity . Therefore , it is suggested that SMXL7 protein can have many functions ; SMXL7 protein may affect the formation of plant type of Arabidopsis thaliana by regulating multiple downstream pathways .

【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q943.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 WANG Xiu-mei;LIANG Yue-yang;LI Ling;GONG Chang-wei;WANG Hai-peng;HUANG Xiao-xi;LI Shuang-cheng;DENG Qi-ming;ZHU Jun;ZHENG Ai-ping;LI Ping;WANG Shi-quan;;Identification and Cloning of Tillering-Related Genes OsMAX1 in Rice[J];Rice Science;2015年06期

，

本文編號(hào)：1426632