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赤霉素(gibberellin,GA)作为一种植物激素,对植物的生长发育具有重要调控作用,但其作用机制有待进一步完善。F-box蛋白是SCF复合体的一个亚基,通过特异性识别底物来决定靶蛋白的泛素化降解,在植物激素信号传导中具有重要作用。本研究旨在挖掘拟南芥中受GA调节的F-box基因并进行相关实验验证,为此,获得了以下结果:(1)采用生物信息学方法,通过分析拟南芥基因芯片数据库提供的数据筛选到受GA上调或下调1.4倍以上的候选F-box基因38个,并对其中6个基因进行了实时荧光定量PCR验证,结果与芯片分析一致。此外,还发现其中30个基因的上游启动子区具有GA响应元件,以及IAA、ABA、光、温度干旱胁迫、或生物钟相关的顺式作用元件。(2)通过分析Bio Grid数据库提供的相互作用对象,发现有18个候选F-box蛋白与GA2ox1,GA3ox1和GA3ox3具有相互作用关系。基因表达谱分析表明,候选F-box基因在拟南芥各个组织器官中都有不同程度的表达,对IAA、ABA、光、温度干旱胁迫或不同光周期都具有一定的响应。(3)为进一步验证上述筛选结果,我们选取其中一个候选F-box基因FKF1进行后续的实验分析。用外源GA3处理野生型拟南芥,FKF1的表达水平下调。生长于蓝光下的缺失突变体fkf1具有明显的短下胚轴表型,在外源施加GA3下,其下胚轴虽有所伸长,但并不能完全恢复到野生型的长度,并且在GA合成抑制剂PAC或ancymidol处理下,其下胚轴反应较野生型敏感,当用PAC或ancymidol将内源GA合成阻断,其下胚轴对外源GA3的响应较迟钝,但是在黑暗下并没有差异,表明拟南芥中FKF1的去除造成了GA信号转导的减弱。(4)蓝光或生物钟影响下,fkf1突变体下调GA合成关键酶和代谢酶基因及DELLA基因的表达水平,这表明,在幼苗生长过程中,FKF1以光为媒介调控上游的GA合成和下游的GA响应。在GA受体突变体gid1a/b/c中,FKF1对外源GA3的响应变得迟缓,说明FKF1与GA响应有关,并且在DELLA突变体rga和gai中,FKF1的表达上调,说明FKF1在GA信号途径中可能与DELLA起拮抗作用。(5)通过酵母双杂分析初步确定DELLA蛋白RGL1与FKF1之间存在相互作用,通过酵母单杂交的方法,筛选到可能与FKF1上游启动子互作的转录因子IAA5,ARF20,E2FC,WER,SPL1,SPL15,BZIP61和BHLH094。以上结果初步说明,FKF1通过参与GA的合成和信号转导来调控拟南芥下胚轴的伸长。