拟南芥类受体蛋白激酶RLK80的功能研究

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qinqinlian1982
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植物类受体蛋白激酶是一类重要的植物蛋白激酶,它位于细胞膜上,作为信号分子的受体,能够感受外界刺激,并通过磷酸化和去磷酸化作用开启或关闭下游的靶蛋白,从而在植物生长发育过程中起着重要的调节作用。拟南芥基因组在长期进化过程中,演化出600多个类受体蛋白激酶(RLK)基因家族,但仅有几十个RLK的功能得到鉴定。大多数类受体蛋白激酶的功能、信号传导及配体识别等方面了解甚少,进一步研究其他RLK成员的生物学功能意义重大。本人在对拟南芥类受体蛋白激酶突变体表型初步分析中发现,拟南芥RLK80基因敲除突变体有种子变大表型。拟南芥RLK80是LRRⅢ-RLK基因亚家族成员之一,编码一长751个氨基酸的跨膜蛋白,其生物学功能目前尚未见报道。本研究从突变体、组织表达模式、亚细胞定位、以及互作蛋白等方面进行分析,对该基因的功能进行初步研究,获得了以下的研究结果:  1、首先,在植物的生长发育方面,rlk80-1突变体植物组织器官增大。与野生型(Col.0)比较,rlk80-1的种子、子叶、花、花粉和果荚都有增大,种子增大尤其明显。进一步对突变体种子发育不同时期的透明观察发现,在突变体种子的早期球形胚阶段就出现增大,心形胚、鱼雷胚阶段增大幅度进一步扩大。种子成熟后对种子的百粒重测定表明,rlk80-1种子百粒重高达2.85 mg,而野生型种子百粒重仅为1.72 mg,增幅达65%。另rlk80-1花粉的形态结构和活性发育都正常,但数量减少,且花粉较野生型大,开花授粉后,突变体的角果也出现空座位。  2、通过亚细胞定位研究,RLK80基因定位于细胞膜上。本研究构建并获得了RLK80带绿色荧光蛋白(GFP)标签的融合表达的转基因植株阳性植株,在激光共聚焦显微镜下观察转基因植株的根尖细胞,结果表明,RLK80基因定位在在植物的细胞膜上,同时也构建了35S∷RLK80-GFP质粒并转化拟南芥原生质体,进一步观察发现,该基因也在原生质体的细胞膜上表达。  3、在RLK80基因的组织表达研究中发现:该基因在植物的各个组织中均有表达。半定量结果显示:RLK80在根、叶、花序、角果中表达较高,在茎中的表达较少。且在不同组织中表达量是:花序>叶>根>角果。GUS报告基因介导的RLK80启动子显色表明:该基因在拟南芥幼苗以及侧根发生处、柱头、萼片、花药、气孔、胚珠等都有表达,且在雌配子中表达最高。  4、最后,本研究还通过酵母筛库获得4个与RLK80互作的候选蛋白BIM1、GAI、IDD14、CPHSC70-1,并且用酵母双杂进一步证明了BIM1与RLK80可以相互作用。  综上所述,RLK80作为一个质膜定位的受体蛋白激酶,可能通过与BIM1互作,传递信号,调控胚胎发育和种子的大小。
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