擬南芥葉綠體定位的cpCK2激酶的功能研究.pdf

1、質(zhì)體轉(zhuǎn)錄激酶（PTK）存在于高等植物葉綠體PEP聚合酶復(fù)合物中。它與蛋白激酶CK2的α催化亞基擁有高度相似性，因此PTK也被稱為cpCK2（葉綠體定位的CK2）或CKα4。擬南芥基因組中除了編碼cpCK2的基因，還有其他三個(gè)基因(CKA1,CKA2和CKA3)也編碼α亞基，它們定位在細(xì)胞核中。這些CK2蛋白都有激酶活性，但是，這些亞基的生物學(xué)功能仍不清楚。本論文，我們分析了擬南芥cpck2相關(guān)的突變體，研究cpCK2在植物發(fā)育中的作用。

2、在本研究中，我們獲得了cpCK2的T-DNA插入株系CS355016。測序結(jié)果顯示，T-DNA插在靠近起始密碼子第六個(gè)核苷酸上。RT-PCR分析該純合突變體中CKA4(AT2G23070)沒有表達(dá)，而它的鄰近基因CKA3(AT2G23080)轉(zhuǎn)錄本表達(dá)量也較野生型降低。qRT-PCR結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。這些結(jié)果表明，CS355016突變體的T-DNA插入不僅影響了CKA4基因的表達(dá)，而且影響了它的鄰近基因CKA3的表達(dá)，因此，命名其為c

3、ka3cka4-1。cka3cka4-1突變體在長日照條件下表現(xiàn)為晚花的表型。RT-PCR分析表明，開花抑制基因FLC的表達(dá)量較野生型的高，而開花的促進(jìn)基因CO與FT的表達(dá)量與野生型的相比下降。遺傳分析表明，T-DNA與其晚花表型緊密連鎖。遺傳互補(bǔ)分析表明，無論是CKA3, CKA4序列還是包含有這兩個(gè)基因組序列的片段均能互補(bǔ)cka3cka4-1突變體的晚花表型。這些結(jié)果表明，CKA3和cpCK2在功能上存在有冗余。cpCK2:MYC和

4、cpCK2:FLAG標(biāo)簽均能互補(bǔ)cka3cka4-1突變體晚花表型。這表明，cpCK2:MYC和cpCK2:FLAG是有功能的。本論文也分析了其它α亞基突變體，包括ckα1, ckα2, ckα3單突變體。與野生型植株相比，ckα1, ckα2和 ckα3突變體表現(xiàn)為正常的開花表型。雙突變分析表明， cka1cka2突變體, cka2cka3突變體和cka1cka3突變植株在長日照的培養(yǎng)條件下沒有表現(xiàn)出晚花的表型。這表明，CK2家族的這

5、些成員在調(diào)節(jié)擬南芥開花時(shí)間上具有功能冗余。與以前的報(bào)道一致，cpCK2:EGFP定位在葉綠體中。利用標(biāo)簽植株進(jìn)行免疫雜交的實(shí)驗(yàn)表明，cpCK2蛋白定位在葉綠體基質(zhì)和類囊體膜上。序列分析表明，cpCK2同其它的成員具有高度的序列相似性，且具有保守的核定位序列。EGFP:cpCK2綠色熒光可能定位在細(xì)胞核中。遺傳分析表明，MYC:cpCK2標(biāo)簽也能互補(bǔ)cka3cka4-1突變體的晚花表型。綜上所述，本論文的結(jié)果表明， cpCK2與CKA3具