【摘 要】
：
丝裂原活化蛋白激酶（MAPK,mitogen-activated protein kinase）级联系统广泛存在于真核生物中,参与调控了生长、发育及胁迫信号响应等众多生理过程。完整的MAPK级联由MAPKKK、MAPKK以及MAPK三级蛋白激酶组成,依赖三级激酶的逐级磷酸化来传递信号。拟南芥MAPK级联系统共有约80个预测的MAPKK,在数量上远远多于MAPKK和MAPK,但是功能方面的研究却还非
【基金项目】
：
国家杰出青年科学基因资助（项目号:31125006）；
论文部分内容阅读
丝裂原活化蛋白激酶（MAPK,mitogen-activated protein kinase）级联系统广泛存在于真核生物中,参与调控了生长、发育及胁迫信号响应等众多生理过程。完整的MAPK级联由MAPKKK、MAPKK以及MAPK三级蛋白激酶组成,依赖三级激酶的逐级磷酸化来传递信号。拟南芥MAPK级联系统共有约80个预测的MAPKK,在数量上远远多于MAPKK和MAPK,但是功能方面的研究却还非常有限。尤其是对于包含48个成员的RAF类MAPKKK家族,在MAPK级联系统中的定位和功能目前还没有明确的定论。本文探讨了拟南芥RAF22参与的完整MAPK级联途径及该级联在调控植物生长发育方面的作用。我们的结果对于全面揭示RAF类MAPKKK参与的MAPK级联及其功能有非常重要的意义。本文利用GUS组织化学染色的方法证明了RAF22在拟南芥各个组织和器官均有表达。磷酸化分析表明,RAF22是一个具有自磷酸化活性和激酶活性的MAPKKK。对RAF22基因缺失突变体的表型分析证明RAF22参与调控拟南芥根的生长;构建野生型RAF22（R4F22WT）的过表达植株,观察发现,RAF22WT的过表达导致拟南芥地上部分和根的生长均受到严重的抑制;对激酶活性缺失形式的RAF22（RAF22KR）进行分析表明,RAF22KR的过表达不能引起植株的生长抑制。这一结果证明RAF22导致拟南芥生长受抑制的现象依赖于其激酶活性。利用酵母双杂交技术筛选RAF22下游的结果显示,MKK7和MKK9两个MAPKK能够与RAF22相互作用;体外Pull-down和体内Co-IP的结果也证明了 RAF22与MKK7和MKK9互作;体外磷酸化分析表明,RAF22能够在体外磷酸化MKK7和MKK9。为了进一步证明RAF22和MKK7、MKK9的上下游关系,我们构建了RAF22WT mkk7、R4F22WTmkk9和RAF22WT mkk7 mkk9等杂交材料,观察发现,敲除MKK7和MKK9能够明显恢复RAF22导致的植株生长受抑制表型。MPK3和MPK6是MKK7和MKK9的已知下游,为了证明RAF22参与的MAPK级联的下游也是MPK3和MPK6,利用体外磷酸化实验表明,RAF22-MKK7/MKK9-MPK3/MPK6能够发生顺次磷酸化。在RAF22WT mpk3、RAF22WT mpk6植株中MPK3和MPK6的单独敲除可以不同程度恢复RAF22过表达引起的生长抑制表型,说明RAF22通过调控MPK3和MPK6抑制拟南芥的生长。以上证据表明,RAF22-MKK7/MKK9-MPK3/MPK6级联调控了拟南芥的生长。对于RAF22-MKK7/MKK9-MPK3/MPK6调控生长的机制,我们进行了初步分析。外源施加不同种类糖的分析表明,蔗糖及其分解产物能够恢复RAF22WT生长受抑制的现象;表型分析发现外源施加蔗糖不能促进raf22缺失突变体主根伸长;糖代谢基因的转录分析表明,RAF22-MKK7/MKK9-MPK3/MPK6级联可能参与了蔗糖的分解代谢。此外,通过代谢组分析推测,RAF22可能调控了多种代谢物的平衡;胚胎发育模式观察表明,RAF22和RAF28共同参与了胚胎发育的过程。综上所述,RAF22-MKK7/MKK9-MPK3/MPK6构成一个完整的MAPK级联,可能通过参与蔗糖的分解代谢调控拟南芥的生长。
其他文献
月季是世界第一大切花,占世界切花贸易总额的33%,经济价值极高。月季花瓣过早脱落会缩短观赏期,严重影响花朵的观赏品质。因此,延缓花瓣脱落的保鲜技术研发和不易脱落的品种培育一直是全世界月季花卉工作者长期努力的目标。已经明确,花瓣脱落受到乙烯等激素的调节,但是激素对花瓣脱落的分子生理机制远未解明。本研究以易脱落的品种‘Golden Shower’、不易脱落的品种‘Gold Medal’和‘Samant
胚胎植入过程涉及胚胎与子宫之间复杂的信息交流,该过程是决定胚胎能否进一步发育的关键门槛。胚胎获得植入能力以及子宫转变为接受态进程的同步化是成功植入的关键环节,将直接影响妊娠结果。子宫接受态的建立主要是在卵巢分泌的雌孕激素及其核受体的主导下,通过调控其下游的靶基因,各种转录因子、生长因子,共同介导子宫基质和上皮细胞进行有序的增殖与分化,建立子宫对胚胎能够容受接纳的过程。孕酮（P4）对胚胎的植入和妊娠
奶牛乳房炎是奶牛的主要疾病之一,严重危害到奶牛养殖业的健康发展。金黄色葡萄球（金葡菌）是引起奶牛乳房炎的主要病原菌之一,针对其感染,抗生素是最有效的治疗手段,但随着抗生素在临床上的广泛应用,其耐药性问题日趋严重:耐青霉素金黄色葡萄球菌（PRSA）和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）已严重威胁到常用抗生素如阿莫西林（AMO）的药效。我国具有丰富的中药资源,本研究拟从中药中筛选可增强PRSA和MRS
猪是具有重要育种价值的动物,也是医学研究的重要模式动物。肌肉环指蛋白1（Muscle RING-Finger protein 1,MuRF1）和肌肉萎缩 F-box 蛋白（Muscle Atrophy F-box protein,MAFbx）是横纹肌特异表达的E3泛素连接酶,在肌纤维的蛋白质代谢中,对许多因子和结构蛋白的降解具有重要调控作用。有研究认为Murf1是人肥厚型心肌病（Hypertrop
植物病毒长距离运动是病毒完成系统侵染的关键过程,而参与病毒长距离运动的病毒蛋白的鉴定及其分子机制探索也是近年来研究的热点之一。近期的研究表明,在马铃薯卷叶病毒属中新发现的一个ORF所编码的蛋白P3a是病毒长距离运动所必需的,其如何发挥作用的分子机制尚不清楚。本论文以芸薹黄化病毒（Brassica yellows virus,BrYV）为研究对象,通过分子生物学和生物化学手段分析比较野生型与P3a突
植物维管系统负责运输水分和营养物质,维管的形成和结构对器官发育和胁迫响应至关重要。目前维管发育的研究多集中在模式植物拟南芥中,而园艺作物维管发育的分子机理知之甚少。黄瓜是广泛种植的蔬菜作物,拥有重要的经济价值和营养价值,并具有发达的双韧维管系统。本论文结合植物生理学、分子发育学和生物化学等技术手段,在黄瓜上研究了维管发育调节因子Cucumis sativa Irregular Vasculatur
绿叶气味组分（Green Leaf Volatiles,GLVs）,主要包括由不饱和脂肪酸经过脂氧合酶（LOX）、脂氢过氧化物裂解酶（HPL）以及醇脱氢酶（ADH）等催化生成的C6/9短链脂肪醛、醇和酯。这些化合物不仅可以为葡萄果实和葡萄酒提供’绿叶’、’青草’或’新鲜植物’味,是葡萄酒中果香成分之一乙酸己酯的直接前体物,对于酿酒葡萄和葡萄酒的香气品质具有重要贡献。目前对于葡萄果实中LOX-HPL
月季是世界范围内重要的观赏植物,广泛应用于室内环境装饰、庭院观赏和各种社交礼仪,具有极高的经济价值和观赏价值。本实验室前期的研究表明,质膜型水通道蛋白RhPIP1;1和RhPIP2;1参与了花瓣吸水扩展过程。通过以RhPIP1;1作为诱饵蛋白筛选月季花瓣的cDNA文库,获得了一个与其互作的膜结合转录因子RhMYB1。然而,RhMYB1与RhPIP1;1的互作具有何种生物学意义尚不清楚,本研究旨在探
根瘤菌可以通过特有的共生基因（nod/nif）实现其与特定豆科宿主形成根瘤并固氮以建立互惠的共生关系。利用这种共生关系,人们可以对豆科作物或牧草接种根瘤菌以达到提高产量和品质、减少工业氮肥使用的目的。在当前的农业生产中,筛选竞争力强、固氮效率高的菌株仍是根瘤菌剂推广的核心难题。共生固氮效率的高低,主要取决于根瘤菌能否有效协调自身代谢网络与宿主细胞内共生环境相适应。本研究选择Sinorhizobiu
猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）的传播对全世界猪养殖业造成了巨大的经济损失。PRRSV主要引起母猪的生殖障碍和小猪的呼吸障碍。2006年,我国爆发了由高致病性PRRSV（HP-PRRSV）引起的非典型性猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）,其特点为高热、高发病率和高死亡率。自从PRRSV被发现以来,研究者们为其防控和根治做出了大量努力。但目前仍未能找到非常行之有效的防控方法,其现有的疫苗在安全性和有