香蕉成熟相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子MaDREB2互作蛋白的篩選與鑒定.pdf

1、香蕉是熱帶亞熱帶重要水果之一，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上經(jīng)濟(jì)效益顯著的水果。然而，香蕉屬于典型的呼吸躍變型果實(shí)，對(duì)乙烯極其敏感，微量的乙烯即會(huì)導(dǎo)致果實(shí)迅速成熟，貨架期短。因此，研究香蕉的采后成熟機(jī)制對(duì)延長(zhǎng)果實(shí)貯藏期和改善果實(shí)品質(zhì)等具有重要意義。DREB是一類植物特有的轉(zhuǎn)錄因子，在植物的低溫、干旱及鹽害等逆境中發(fā)揮重要作用。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)MaDREBs可能與香蕉果實(shí)成熟密切相關(guān)，其中MaDREB2與香蕉果實(shí)成熟關(guān)系更為密切，并且MaDRE

2、B2可結(jié)合并激活香氣合成基因 MaADH1和MaPDC的啟動(dòng)子。但是，MaDREB2調(diào)控果實(shí)成熟的具體分子機(jī)制如MaDREB2的互作蛋白及其轉(zhuǎn)錄活性的調(diào)控因素等仍不明確。促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）是絲氨酸/蘇氨酸型蛋白激酶，它可使作用底物（酶或轉(zhuǎn)錄因子等）發(fā)生磷酸化修飾，從而在植物的生長(zhǎng)發(fā)育、激素響應(yīng)、生物與非生物脅迫等信號(hào)傳遞過程扮演著重要角色。因此，本論文研究MaDREB2與MaMPKs的互作關(guān)系，及其互作之后對(duì)下游靶基因的調(diào)

3、控作用；同時(shí)研究MaDREB2與E3泛素連接酶（E3）MaE3s的互作關(guān)系，以期闡明MaDREB2翻譯后修飾對(duì)香蕉果實(shí)成熟的調(diào)控機(jī)制。研究結(jié)果如下：
　　1. MaMPK1-3為MaDREB2的靶基因，并且受果實(shí)成熟和乙烯上調(diào)誘導(dǎo)。采用ChIP-qPCR驗(yàn)證MaDREB2轉(zhuǎn)錄因子能夠直接結(jié)合三個(gè)MaMPK的啟動(dòng)子，分別命名為MaMPK1-3。進(jìn)化樹分析表明MaMPK1、MaMPK2和MaMPK3屬于兩個(gè)不同的亞族，其中MaMPK1

4、/2屬于D亞族，MaMPK3屬于A亞族。氨基酸序列分析表明，MaMPK1-3均具有11個(gè)保守的亞結(jié)構(gòu)域，并且在第VII與第VIII亞結(jié)構(gòu)域之間有一個(gè)含TXY基序的活性環(huán)。熒光定量分析表明，MaMPK1-3在三種不同成熟進(jìn)程香蕉果肉中的表達(dá)模式相似，即隨著果實(shí)的成熟表達(dá)增強(qiáng)并且受乙烯誘導(dǎo)。
　　2. MaMPK2蛋白可與MaDREB2蛋白互作，互作能影響MaDREB2的轉(zhuǎn)錄活性。酵母雙雜交和雙分子熒光互補(bǔ)（BiFC）分析證實(shí) MaM

5、PK2蛋白能與 MaDREB2轉(zhuǎn)錄因子互作，并且互作的部分發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)。煙草瞬時(shí)表達(dá)實(shí)驗(yàn)表明，MaMPK2和MaDREB2共轉(zhuǎn)之后削弱了MaDREB2對(duì)下游靶基因MaADH1和MaPDC的轉(zhuǎn)錄激活能力。
　　3. E3泛素連接酶MaE3-2/3能與MaDREB2互作，其表達(dá)均受果實(shí)成熟和乙烯上調(diào)。從香蕉果實(shí)成熟的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得了三個(gè)表達(dá)上調(diào)的E3全長(zhǎng)cDNA序列，分別命名為 MaE3-1、MaE3-2和 MaE3-3。氨基酸

6、序列分析表明 MaE3-1/2/3都屬于RING-finger型E3。酵母雙雜交和雙分子熒光互補(bǔ)（BiFC）分析證實(shí)MaE3-2和MaE3-3蛋白能與MaDREB2轉(zhuǎn)錄因子互作。熒光定量分析表明，MaE3-2和MaE3-3在三種不同成熟進(jìn)程香蕉果肉中的表達(dá)模式相似，都隨著果實(shí)的成熟和乙烯誘導(dǎo)而表達(dá)增強(qiáng)。
　　綜合以上結(jié)果，推測(cè)MaDREB2轉(zhuǎn)錄因子可能被MaMPK2磷酸化以后又被MaE3s識(shí)別，然后通過泛素蛋白酶體途徑降解，從而削