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自交不亲和性(Self-incompatibility,SI)是一种极其重要的种内生殖隔离,它广泛存在于高等植物中。目前研究较多的一类自交不亲和性称为S-核酸酶类型的配子体自交不亲和性,它广泛存在于茄科、蔷薇科和车前科植物中,其中S-核酸酶和SLF分别控制花柱和花粉自交不亲和性的表达。已有的实验结果表明在亲和授粉中S-核酸酶发生了泛素化修饰,但是,这种修饰的位点与类型及其与亲和授粉的关系仍不清楚。本论文中,我们找到了杂交矮牵牛(Petunia hybrida)S3LRNase一个可能被泛素化的赖氨酸位点(K174)并发现它的泛素化决定了亲和反应。我们发现转入174位赖氨酸突变(K174R)的S-核酸酶在体内依然具有正常的自交不亲和反应功能。与此相比,转基因植物在亲和花粉授粉时,结籽数相比野生型发生了显著的减少,提示该突变核酸酶丧失了被异交花粉管抑制的能力。我们进一步观察到了花粉管在转基因花柱中的生长受到抑制。进而,我们发现转基因蛋白表达量越高,亲和授粉的结籽数越少,两者呈负相关关系,提示该核酸酶是一个有功能的抑制异己花粉管生长的因子。这些结果在T1代植物中得到了验证。为了进一步研究S-核酸酶(K174R)是如何影响亲和反应的,我们通过酵母双杂交实验发现野生型的S-核酸酶与异己的SLF的互作强度要强于自己的SLF,而S-核酸酶(K174R)与野生型S-核酸酶的结果相似,提示S-核酸酶(K174R)没有影响与SLF的作用强度。为了观察S-核酸酶在花粉管中的命运,我们将S-核酸酶(K174R)融合了GFP标签,利用体外萌发花粉管的实验体系观察了S-核酸酶-GFP在自己和异己花粉管中的积累情况,结果发现在异己的花粉管中,野生型的S-核酸酶不能在花粉管中积累,但是在加入了26S蛋白酶体抑制剂MG132之后,我们观察到了明显的GFP信号的积累,提示S-核酸酶在异交花粉管中发生的是多泛素化并被泛素/26S蛋白酶体所降解;而S-核酸酶(K174R)在异己的花粉管中没有MG132的情况下依然能观察到明显的GFP信号,并且S-核酸酶(K174R)可以抑制异己花粉管的生长,提示S-核酸酶(K174R)极有可能是通过逃逸了26S蛋白酶体降解途径来获得了抑制花粉管生长的能力。综上,我们的结果表明PhS3LRNase第174位赖氨酸位点的多聚泛素化和降解是决定亲和反应的主要因素,并为S-核酸酶降解模型提供了直接证据。