RCA大同工型蛋白在水稻光合熱適應中的作用機制研究.pdf

1、隨著全球氣候變暖，植物的耐熱性研究日益重要。而光合作用是高溫脅迫的主要抑制點，也是作物高溫減產(chǎn)的主要原因之一。雖然植物光合作用本身具有一定的熱適應性，但其具體機理還不清楚。大量研究表明，高溫對光合的抑制主要是通過對Rubisco活化酶(RCA)的多重影響而發(fā)生，但是各種機理并沒有得到普遍的認可。為了進一步清楚高溫對RCA的影響，明確RCA對高溫的適應機制以及利用這些機制提高水稻熱適應性，本研究從RCA大小同工型不同的蛋白結合能力和不同的

2、RCA結合蛋白的角度，對熱脅迫下的RCA適應性進行了研究，主要結果如下:
　　通過RCA大小同工型不同表達水平的超表達株系和RCA干涉株系的光合熒光研究，發(fā)現(xiàn)超表CO2同化，超表達RCAL卻不具有此功能;超表達RCAL僅能夠有限的提高光合電子達RCAs能夠有效地提高光合傳遞，推測是由于RCAL的其他功能，比如后續(xù)研究中發(fā)現(xiàn)的RCAL更強的蛋白結合能力。
　　利用生物信息學技術對RCA大小同工型的啟動子、基因、蛋白一級、二級和

3、三級結構、基因功能預測分析以及蛋白結合位點分析分別進行了細致的分析。結果表明RCA很有可能對包括高溫在內的多種脅迫產(chǎn)生響應;盡管大小同工型基因序列只有細微差別，但它們的蛋白結構有著很大的不同，其中RCAL的蛋白結合能力尤為突出。其次，利用mRNA半定量、定量和蛋白定性定量技術，分析了RCA大小同工型對不同非生物脅迫的響應，結果表明兩者對不同處理情況下的響應有較大區(qū)別。尤其是，RCAL在水稻非生物脅迫的適應中可能發(fā)揮著更重要的作用。

4、>　　利用免疫共沉淀、串聯(lián)質譜和雙分子熒光互補實驗，明確了高溫下RCAL與分子伴侶CPN60β1存在互作。同時超表達CPN60β1的轉基因水稻熱適應性得到了提高。同時從特異性抗體結合實驗，我們發(fā)現(xiàn)RCA在常溫下能結合在類囊體上，即使它不具有跨膜結構域，并且在高溫下結合量顯著增加。利用免疫共沉淀和串聯(lián)質譜技術，獲得了多個與RCA結合的類囊體蛋白，我們挑取了最為顯著的約為26kD的蛋白進行研究，經(jīng)過Westem驗證和雙分子熒光互補實驗，證實