擬南芥FOF2基因的光調(diào)控及功能初步研究.pdf

1、植物中的F-box蛋白家族成員眾多，其F-box結(jié)構(gòu)域作為底物蛋白的特異性識(shí)別位點(diǎn)，介導(dǎo)了底物蛋白的泛素化降解途徑，調(diào)控植物的重要生命活動(dòng)，包括植物信號(hào)分子的轉(zhuǎn)導(dǎo)、植物器官的形成和脅迫響應(yīng)等。外界環(huán)境也影響著植物的生長(zhǎng)發(fā)育，其中以光影響最大。光不僅是綠色植物光合作用所必需的能量來(lái)源，同時(shí)光可以作為信號(hào)分子調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)及發(fā)育過(guò)程，以便植物更好的適應(yīng)外界環(huán)境。高等植物進(jìn)化具備了一套極其精細(xì)的光感受和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)，以監(jiān)視光信號(hào)的方向、強(qiáng)弱和

2、質(zhì)量，用于調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育。大量研究表明，藍(lán)光受體隱花色素CRY和紅光/遠(yuǎn)紅光受體光敏色素PHY在介導(dǎo)藍(lán)光和紅光/遠(yuǎn)紅光調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，包括抑制下胚軸伸長(zhǎng)、刺激子葉展開(kāi)、氣孔開(kāi)啟、花青素積累及調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)等。本研究通過(guò)對(duì)FOF2基因的表達(dá)模式及其功能的初步研究，探索FOF2基因在光信號(hào)途徑及植物生長(zhǎng)發(fā)育中的功能。主要獲得以下結(jié)果：
　　分析光對(duì)FOF2基因表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)FOF2基因的表達(dá)受到藍(lán)光的誘

3、導(dǎo)，并且其表達(dá)量隨藍(lán)光時(shí)間的增加而持續(xù)升高；同時(shí)發(fā)現(xiàn)在紅光處理下，F(xiàn)OF2的表達(dá)瞬時(shí)增加，說(shuō)明紅光對(duì)該基因的表達(dá)有瞬時(shí)誘導(dǎo)作用；而遠(yuǎn)紅光下，該基因的轉(zhuǎn)錄水平下降，蛋白水平也下降，說(shuō)明遠(yuǎn)紅光抑制FOF2的表達(dá)，其表達(dá)具有光質(zhì)特異性。黑暗下FOF2蛋白質(zhì)水平下降，并可能通過(guò)蛋白酶體途徑降解。
　　分析FOF2基因?qū)M南芥光形態(tài)建成的影響，發(fā)現(xiàn)在紅光及白光處理下，缺失突變體植株的下胚軸明顯短于野生型，而在黑暗、藍(lán)光及遠(yuǎn)紅光下下胚軸的長(zhǎng)度

4、沒(méi)有差別，表明該基因?qū)t光可能存在特異性反應(yīng)。
　　通過(guò)定量PCR對(duì)FOF2基因組織特異性表達(dá)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該基因在擬南芥中的各個(gè)器官中均有表達(dá)，其中根、莖生葉及果莢中表達(dá)量相對(duì)較高，推測(cè)FOF2可能參與調(diào)控?cái)M南芥葉片及果莢發(fā)育過(guò)程。
　　比較FOF2過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因株系、fof2突變體與野生型植株的生長(zhǎng)情況，發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)株系葉片比野生型大，缺失突變體植株葉片與野生型間無(wú)差異；FOF2過(guò)表達(dá)植株開(kāi)花時(shí)間比野生型推遲蓮座葉數(shù)目比野生