擬南芥GSK3調(diào)節(jié)脫落酸信號(hào)通路的機(jī)制研究.pdf

1、擬南芥類糖原合成酶激酶3(Glycogen Synthase Kinase3，GSK3)家族成員在植物的生長(zhǎng)發(fā)育和逆境響應(yīng)中，都起著非常重要的作用。在之前的研究中，一些生理實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，擬南芥GSK3可能參與了脫落酸信號(hào)的傳導(dǎo)通路，但人們對(duì)于這一現(xiàn)象所對(duì)應(yīng)的分子機(jī)制卻知之甚少。在本論文中，我們發(fā)現(xiàn)Snf1-Related Kinase2(SnRK2)亞家族Ⅲ的成員能夠與擬南芥GSK3家族成員BIN2發(fā)生物理相互作用，同時(shí)BIN2還能夠

2、磷酸化SnRK2.2和SnRK2.3。在bin2-3 bil1 bil2這樣一個(gè)功能缺失突變體內(nèi)，BIN2和它最同源的兩個(gè)基因B/L1和BIL2的功能都喪失了。三突變bin2-3 bil1 bil2在一系列的實(shí)驗(yàn)中，與野生型Ws-2相比，表現(xiàn)出了對(duì)植物激素脫落酸敏感性下降的特性。這些實(shí)驗(yàn)包括脫落酸抑制主根生長(zhǎng)的生理學(xué)實(shí)驗(yàn);脫落酸處理后，檢測(cè)脫落酸誘導(dǎo)基因的轉(zhuǎn)錄水平;以及以脫落酸信號(hào)下游轉(zhuǎn)錄因子ABF2片段作為底物進(jìn)行膠內(nèi)磷酸化反應(yīng)后，檢

3、測(cè)被脫落酸誘導(dǎo)的磷酸化信號(hào)的強(qiáng)度。而bin2-1，作為一個(gè)功能獲得性的突變體，在這些實(shí)驗(yàn)中對(duì)脫落酸的敏感性比野生型Col-0更強(qiáng)。這些結(jié)果都暗示著，擬南芥GSK3可能在脫落酸信號(hào)通路中起著正向調(diào)節(jié)因子的作用。更重要的是，BIN2能夠磷酸化SnRK2.3的T180位點(diǎn)，而T180本身在對(duì)SnRK2.3的活性調(diào)節(jié)過程中又起著十分重要的作用。將T180突變成A之后的SnRK2.3T180A在自磷酸化活性以及磷酸化底物ABF2片段的能力上都減弱

4、了很多。對(duì)擬南芥施加Bikinin（一個(gè)GSK3激酶的抑制劑）能夠在植物體內(nèi)抑制SnRK2.3 T180位點(diǎn)上的磷酸化，同時(shí)也抑制了SnRK2.3的活性。我們也通過遺傳分析的方法來確定了BIN2在脫落酸信號(hào)通路中的位置。BIN2在脫落酸受體PYR/PYL/RCAR以及以ABI2為代表的A分支的PP2C的下游來調(diào)節(jié)ABA信號(hào)輸出，但BIN2對(duì)脫落酸信號(hào)的調(diào)節(jié)作用是依賴于SnRK2.2和SnRK2.3的。本論文通過以上這些實(shí)驗(yàn)，表明擬南芥G