擬南芥和棉花SAG蛋白功能分析.pdf

1、種子的萌發(fā)標(biāo)志著高等植物生命循環(huán)的開始，此過程受到內(nèi)外各種信號的復(fù)雜調(diào)控。植物激素脫落酸(ABA)在種子的萌發(fā)、幼苗的生長和脅迫的耐受等方面發(fā)揮重要功能。使用分子生物學(xué)方法已經(jīng)發(fā)現(xiàn)ABA信號途徑調(diào)控種子萌發(fā)的許多蛋白，比如ABI1和ABI2兩種蛋白磷酸酶在ABA信號途徑負(fù)調(diào)控種子的休眠和萌發(fā)。但是ABI轉(zhuǎn)錄因子如ABI3和ABI5在ABA信號途徑正調(diào)控種子的發(fā)育和萌發(fā)，其中ABI5作為一種堿性亮氨酸拉鏈轉(zhuǎn)錄因子發(fā)揮重要作用，ABI5表達(dá)

2、量的升高能導(dǎo)致植物在種子萌發(fā)、幼苗生長和營養(yǎng)生長等階段對ABA更敏感。
　　本研究首次對擬南芥和棉花MDN1結(jié)構(gòu)域蛋白進行了功能鑒定，主要結(jié)果如下:
　　(1)擬南芥AtSAG基因T-DNA插入突變體在種子萌發(fā)及幼苗早期對ABA敏感，而AtSAG超表達(dá)株系對ABA不敏感。利用qRT-PCR檢測ABA信號下游基因發(fā)現(xiàn)，在ABA處理后，ABI3、ABI5、EM1、EM6、RD29A和RAB18基因在sag中的表達(dá)量上調(diào);在AtS

3、AG超表達(dá)株系中下調(diào)，說明SAG負(fù)調(diào)控ABA信號。通過雜交獲得sag/abi5雙突變體，表型分析發(fā)現(xiàn)sag/abi5雙突變體恢復(fù)了sag單突對ABA敏感的表型，雙突變體對ABA不敏感和abi5表型相似，說明在ABA信號通路中AtSAG位于ABI5的上游。
　　(2) sag突變體在種子萌發(fā)和幼苗早期對高鹽和滲透脅迫敏感，而AtSAG超表達(dá)株系在種子萌發(fā)和幼苗早期對高鹽和滲透脅迫有抗性，說明AtSAG參與了種子萌發(fā)和幼苗早期對高鹽和

4、滲透脅迫的調(diào)控。
　　(3) AtSAG-GFP免疫共沉淀和質(zhì)譜鑒定結(jié)果表明油體蛋白和種子貯藏蛋白可能和AtSAG互作。利用qRT-PCR檢測油體蛋白和種子貯藏蛋白基因的表達(dá)，結(jié)果表明在沒有ABA條件下，檢測的油體蛋白和種子貯藏蛋白基因的表達(dá)量在WT和sag中沒有差異;但是在ABA條件下，這些基因的表達(dá)水平都明顯升高，且在sag中的表達(dá)量高于WT。說明AtSAG調(diào)控了油體蛋白和種子貯藏蛋白基因在種子萌發(fā)期的表達(dá)。利用透射電鏡觀察W

5、T和sag突變體種子子葉細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)正常情況萌發(fā)時WT和sag種子子葉細(xì)胞內(nèi)油體和蛋白貯藏液泡分解情況差異不大，而ABA脅迫時sag種子子葉細(xì)胞內(nèi)蛋白貯藏液泡比較大而且數(shù)量多，油體變化不明顯，說明AtSAG可能調(diào)控了萌發(fā)期種子貯藏蛋白的降解。
　　(4)同時，利用RT-PCR方法檢測了AtSAG的棉花同源基因GhSAG的內(nèi)源表達(dá)，結(jié)果表明GhSAG能被ABA、NaCl和干旱脅迫誘導(dǎo)。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了GhSAG的超表達(dá)擬南芥。表型