大白菜PHK4基因的功能分析.pdf

1、雙組分信號(hào)系統(tǒng)是真核細(xì)胞和原核細(xì)胞感受并傳遞環(huán)境信號(hào)刺激的重要途徑。近年來對(duì)模式植物擬南芥雙組分信號(hào)系統(tǒng)的研究取得了重要的進(jìn)展。研究表明雙組分信號(hào)系統(tǒng)參與植物對(duì)激素(乙烯、細(xì)胞分裂素)的應(yīng)答、滲透反應(yīng)以及光信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)和傳遞。
　　 細(xì)胞分裂素在植物的生長(zhǎng)和發(fā)育過程中參與調(diào)控各種各樣的生理過程,如促進(jìn)細(xì)胞分裂和芽的分化,抑制主根的伸長(zhǎng),調(diào)控頂端優(yōu)勢(shì),促進(jìn)維管束的形成、花朵和果實(shí)的發(fā)育以及花青素的合成,參與雌配子形成、胚的發(fā)育、葉綠

2、體的形成、脅迫反應(yīng)和病原抵抗以及延緩開花時(shí)間、葉片衰老等。
　　 植物細(xì)胞分裂素受體屬于組氨酸蛋白激酶家族,是植物雙組分信號(hào)系統(tǒng)的組分。對(duì)擬南芥的研究發(fā)現(xiàn)了AHK2、AHK3和AHK4/CRE1/WOL作為細(xì)胞分裂素受體而存在,能夠與細(xì)胞分裂素結(jié)合進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。AHK2和AHK3在擬南芥的根、莖、葉和花中均有表達(dá),AHK4主要在根中表達(dá)。cre1-1突變體在細(xì)胞分裂,種子萌發(fā)以及芽的形成等方面表現(xiàn)出對(duì)細(xì)胞分裂素應(yīng)答的缺陷。wol

3、突變體則在根的維管束系統(tǒng)表現(xiàn)出對(duì)細(xì)胞分裂素應(yīng)答的缺陷。在酵母表達(dá)系統(tǒng)中,保守的His和Asp殘基突變體會(huì)失去依賴細(xì)胞分裂素生長(zhǎng)的特性,而CRE1/AHK4基因能夠使酵母His激酶突變體在有細(xì)胞分裂素存在的情況下恢復(fù)生長(zhǎng)。擬南芥中,CRE1/AHK4/WOL的表達(dá)會(huì)提高其對(duì)t-zeatin的結(jié)合能力。
　　 大白菜與擬南芥同為十字花科植物,但其基因組測(cè)序結(jié)果尚不完整。論文作者所在實(shí)驗(yàn)室已從大白菜中分離得到了長(zhǎng)為3156bp的cDN

4、A序列,該序列與擬南芥AHK4基因同源,命名為PHK4。
　　 酵母突變體TM182是一個(gè)組氨酸激酶基因缺失的突變體,該突變?cè)谔囟ㄅ囵B(yǎng)基上是致死性的。本文將大白菜PHK4基因轉(zhuǎn)入酵母突變體TM182并對(duì)擬南芥ahk4-1突變體進(jìn)行了轉(zhuǎn)化研究,旨在通過功能互補(bǔ)分析驗(yàn)證PHK4的基因功能。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.構(gòu)建了酵母表達(dá)載體pCUY315-PHK4,將其導(dǎo)入酵母突變菌株TM182中,經(jīng)細(xì)胞分裂素刺激,突變菌株恢復(fù)