擬南芥蛋白磷酸酶PP4耐鹽功能研究.pdf

1、蛋白質(zhì)可逆磷酸化是調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育和逆境脅迫應(yīng)答等生命活動(dòng)一類不可或缺的分子開關(guān)。蛋白磷酸酶4(PP4或稱PPX)是一類以絲氨酸/蘇氨酸殘基為底物的蛋白磷酸酶。PP4在各個(gè)物種中序列十分保守而且在真核細(xì)胞的生命活動(dòng)中有非常重要且不可替代的作用。但是關(guān)于植物PP4的研究寥寥無(wú)幾，其生物學(xué)功能至今未知。近年來(lái)大量的研究表明磷酸酶家族在植物的非生物逆境脅迫應(yīng)答調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中起到舉足輕重的作用，PP4作為絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶家族的重要成員之一，是否

2、也參與植物的非生物逆境脅迫應(yīng)答？本研究針對(duì)這一科學(xué)問(wèn)題展開研究。在擬南芥中有兩個(gè)基因編碼蛋白磷酸酶PP4，被命名為PPX1和PPX2，我們分別以擬南芥PPX1和PPX2的T-DNA插入純合突變體為父本和母本進(jìn)行雜交，篩選鑒定得到純合雙突變體ppx1ppx2。本實(shí)驗(yàn)以ppx1、ppx2單突變體，ppx1ppx2雙突變體及其超表達(dá)株系為材料，系統(tǒng)地研究了PP4在非生物逆境脅迫中功能。主要的研究結(jié)果如下:
　　1.蛋白磷酸酶PP4的表達(dá)

3、受鹽脅迫誘導(dǎo)
　　實(shí)時(shí)定量QPCR檢測(cè)擬南芥野生型Col幼苗在受各類非生物脅迫時(shí)PP4的表達(dá)水平。發(fā)現(xiàn)鹽脅迫可以誘導(dǎo)PP4的強(qiáng)烈表達(dá)，而ABA脅迫、干旱脅迫和熱脅迫均沒(méi)有引起PP4表達(dá)水平的顯著變化。所以我們推測(cè)PP4參與植物鹽脅迫響應(yīng)。
　　2.蛋白磷酸酶PP4調(diào)控植物鹽脅迫應(yīng)答
　　我們調(diào)查鹽脅迫條件下相關(guān)遺傳材料的種子萌發(fā)率，根的伸長(zhǎng)和存活率三個(gè)表型，發(fā)現(xiàn)ppx1、ppx2單突變體沒(méi)有明顯的表型，ppx1ppx2

4、雙突變體及其超表達(dá)株系均表現(xiàn)出對(duì)鹽敏感的表型。
　　3.蛋白磷酸酶PP4的表達(dá)模式及其互作因子
　　通過(guò)GUS組織化學(xué)染色分析發(fā)現(xiàn)PP4主要在擬南芥的根，葉片氣孔中表達(dá)。通過(guò)LCI實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PP4與鈉鉀轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白HKT1互作，進(jìn)一步說(shuō)明PP4在植物鹽脅迫響應(yīng)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)扮演著重要角色。
　　本研究表明PP4被鹽脅迫誘導(dǎo)表達(dá)，其表達(dá)量上升或者下降的變化都導(dǎo)致了擬南芥對(duì)鹽敏感的表型，LCI實(shí)驗(yàn)表明PP4與HKT1互作，綜上說(shuō)明PP