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本文对黄瓜花叶病毒沉默抑制子2b与植物AGO4蛋白相互作用的研究及水稻小G蛋白OsPRA2与油菜素内酯受体OsBRI1相互作用进行了研究。本文分为两个部分: 第一部分:黄瓜花叶病毒沉默抑制子2b与植物AGO4蛋白相互作用的研究。2b蛋白是由黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)RNA2编码的一种RNA沉默抑制子。RNA沉默是真核生物中保守的一种基因表达调控机制,双链RNA被Dicer切割为21到24 nt的双链小RNA,小RNA中的一条链结合进入含有AGO蛋白的RNA诱导的沉默复合体中,通过与靶标的碱基互补配对介导AGO蛋白对靶标进行基因沉默。先前的研究表明2b蛋白定位在细胞质及细胞核中,能够在体外与小RNA结合,也能够结合植物AGO1蛋白并影响其功能,从而干扰植物的局部和系统沉默。并且2b蛋白的表达使GUS转基因植物中GUS基因的甲基化程度下降,而RNA指导的DNA甲基化(RdDM)是植物中参与DNA从头合成甲基化的一种机制,并且AGO4是其中的关键组分。综合上述研究结果我们推测2b对RNA指导的DNA甲基化(RNA-directed DNA methylation,RdDM)会产生影响。我们的研究表明2b能在体内结合microRNAs和siRNAs;2b免疫沉淀复合体中的小RNA测序结果表明2b对参与RdDM的24-nt重复序列相关siRNAs具有结合偏好性;并证明了2b能与参与RdDM途径的AGO4蛋白的PAZ及PIWI结构域相互作用;2b可以降低AGO4蛋白的体外切割活性,使相关位点的甲基化水平降低,并使相关24-nt siRNAs的产生量上升;此外还引起了收到RdDM调控的可移动元件的激活。有趣的是,2b也调控了一个AGO4相关但不依赖于AGO4切割活性的甲基化位点,这进一步证明了2b对AGO4功能的抑制作用。综上所述,2b能通过多种方式抑制AGO4的功能:结合AGO4相关的小RNA,或结合细胞核中的AGO4蛋白。2b结合AGO4并抑制其功能,可能是CMV抵抗植物防御的一种策略。 第二部分:水稻小G蛋白OsPRA2与油菜素内酯受体OsBRI1相互作用的研究。小G蛋白是一种单体GTPase,能将GTP水解为GDP,并参与细胞内多种重要过程:囊泡运输、细胞分化、细胞分裂等。油菜素内酯是一类重要的植物激素,参与调控植物的生长发育。BRI1是定位在细胞膜上的油菜素内酯受体,能接受细胞外的激素分子并将激素信号传递到细胞内。免疫共沉淀与pull-down实验证明了OsPRA2能与OsBRI1直接并且特异的结合。微量热泳动实验表明OsPRA2会干扰OsBRI1与油菜素内酯分子的结合。OsPRA2过表达水稻表现出矮化的表型,与以前研究中发现的油菜素内酯合成或信号缺失突变体的表型类似。在OsPRA2过表达转基因水稻中受到油菜素内酯信号途径反馈调节的几个油菜素内酯合成基因的转录水平上调,表明OsPRA2作为油菜素内酯信号途径的负调因子起作用。总之我们的结果表明OsPRA2通过与OsBRI1结合并抑制其结合油菜素内酯小分子的能力,对油菜素内酯信号途径起到了负调控的作用。