擬南芥多聚谷氨酸加尾酶AtDFC在氮限制條件下的功能分析.pdf

1、在植物體內(nèi),葉酸(又稱維生素B9)及其衍生物大多是以帶多個(gè)谷氨酸尾的形式參與生物化學(xué)反應(yīng)。在葉酸合成途徑中,多聚谷氨酸加尾酶(polyglutamylsynthetase,FPGS)的作用是將谷氨酸殘基連接到四氫葉酸形成多聚谷氨酸四氫葉酸。在擬南芥中有3個(gè)基因編碼3個(gè)FPGS亞型,它們分別定位于細(xì)胞質(zhì)(AtDFD)、線粒體(AtDFC)和葉綠體(AtDFB)中。本文主要研究線粒體定位的多聚谷氨酸加尾酶(AtDFC)的功能。其T-DNA插

2、入突變體在氮限制條件下表現(xiàn)出較野生型更不適應(yīng)的表型,突變體主根長(zhǎng)度較野生型更短,因此我們?cè)噲D探索AtDFC在氮限制條件下的作用機(jī)理以及葉酸代謝與氮代謝之間的關(guān)系。首先通過檢測(cè)植株中單尾形式的5-CH3-THF和5-CHO-THF葉酸含量,發(fā)現(xiàn)這兩者在突變體和野生型中沒有明顯差異。檢測(cè)游離氨基酸含量,發(fā)現(xiàn)突變體中多種氨基酸含量均比野生型高,說明突變體中可能參與生長(zhǎng)發(fā)育的氮源不足,需要內(nèi)源蛋白質(zhì)裂解釋放出游離氨基酸以維持生長(zhǎng)。確定了突變體和

3、野生型在氮限制條件下出現(xiàn)明顯表型差異的NO3-濃度為0.3 mM,在0.3 mM氮限制條件下生長(zhǎng)10天的突變體,其主根長(zhǎng)度及植株地上部分生物量均約為野生型的一半,說明突變體更難以適應(yīng)氮限制條件。對(duì)正常生長(zhǎng)條件下和氮限制生長(zhǎng)條件下的植株進(jìn)行real-timeRT-PCR分析,分析表明當(dāng)AtDFC失去功能時(shí),氮代謝、氨基酸代謝和光呼吸反應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)發(fā)生明顯變化,說明葉酸代謝途徑受到擾動(dòng)會(huì)影響氮代謝和光呼吸反應(yīng),由此AtDFC將葉酸代謝與氮