水稻RACK1與qPE9-1基因功能研究.pdf

1、蛋白激酶C受體(receptor for activated C-kinase1，RACK1)是WD40蛋白超家族成員之一，在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中扮演著重要角色。目前大量的研究主要集中在動(dòng)物RACK1的功能，對(duì)植物中RACK1的功能知之甚少，特別是植物RACK1調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育的分子機(jī)制還不十分清楚。水稻基因組中含有兩個(gè)RACK1同源基因，分別命名為OsRACK1A及OsRACK1B。水稻RACK1A在萌發(fā)中的種子中大量表達(dá)，而RACK1B的

2、表達(dá)量則非常低。前期的蛋白質(zhì)組學(xué)研究顯示水稻RACK1A在種子萌發(fā)過(guò)程中可能發(fā)揮重要的作用。本研究利用RACK1A基因抑制表達(dá)及過(guò)量表達(dá)的轉(zhuǎn)基因水稻為材料，研究了RACK1A在種子萌發(fā)過(guò)程中的功能。結(jié)果顯示，RACK1A基因正向調(diào)控種子萌發(fā)過(guò)程，并且與ABA及H2O2相關(guān)。抑制種子內(nèi)源ABA合成后，水稻萌發(fā)無(wú)顯著影響;抑制種子內(nèi)源ABA降解后，水稻萌發(fā)顯著延遲。ABA抑制種子萌發(fā)的作用可以被H2O2消除。水稻RACK1A抑制表達(dá)后，內(nèi)源

3、H2O2含量顯著下降，而內(nèi)源ABA含量顯著上升。不僅如此，RACK1A抑制表達(dá)后，種子內(nèi)淀粉酶活性與相關(guān)基因的表達(dá)皆下降。這些結(jié)果都顯示，RACK1A在種子萌發(fā)過(guò)程中通過(guò)產(chǎn)生H2O2，促進(jìn)內(nèi)源ABA的降解，正調(diào)控種子萌發(fā)。
　　異三聚體G蛋白在真核生物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。植物中G蛋白也參與激素及逆境響應(yīng)，調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育。然而，植物G蛋白作用的分子機(jī)理還有待研究。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)，篩選了水稻G蛋白β亞基的互作蛋白，

4、發(fā)現(xiàn)了水稻中新型的G蛋白γ亞基qPE9-1。研究顯示，qPE9-1基因突變體及抑制表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株在種子萌發(fā)及萌發(fā)后階段對(duì)ABA響應(yīng)超敏感。使用外源ABA處理幼苗后發(fā)現(xiàn)，qPE9-1突變體及抑制表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)ABA誘導(dǎo)基因AB15、RAB16A、LEA3以及LIP9的表達(dá)顯著高于互補(bǔ)轉(zhuǎn)基因植株及野生型植株。于此類似，RGB1抑制表達(dá)的轉(zhuǎn)基因水稻種子在萌發(fā)時(shí)期也對(duì)ABA響應(yīng)超敏感。我們還發(fā)現(xiàn)qPE9-1突變體離體葉片失水率顯著減慢，