酪氨酸可逆蛋白磷酸化在植物细胞逆境信息传递中的作用

摘要

植物在其生长和发育过程中不可避免地要遭受各种环境胁迫的影响或伤害，长期地进化使植物演化出适应或对付各种胁迫的机制或策略。细胞信息传递是植物实现抗逆的根本基础。植物的细胞逆境信息传递是非常复杂的，其中植物激素脱落酸(abscisic acid，ABA)被认为是最为关健的信号组分之一，而ABA信号的起源机制是最为重要的细胞逆境信息传递过程。本研究围绕ABA生物合成关键酶基因NCED3和AAO3的调控机制开展探讨，发现蛋白酪氨酸可逆磷酸化酶参与了ABA信号起源的调节。 本研究发现，ABA合成的关键酶基因NCED3和AAO3都在拟南芥维管束组织中特异表达。NCED3蛋白定位于在叶绿体，而AAO3蛋白则定位在细胞质，这一结果表明ABA的信号起源可能受到其前体物质的跨膜运输操纵。干旱胁迫可诱导NCED3和AAO3的高效表达。采用诱导表达的拟南芥转基因体系证明，NCED3的表达可导致AAO3的表达，说明干旱胁迫下AAO3的表达是NCED3正反馈调节的结果。通过大量的突变体筛选发现，一个MAPKKK家族的双功能激酶，命名为MAPKKK6(42)，的突变抑制干旱诱导的AAO3的表达。进一步研究表明，MAPKKK6(42)定位于细胞质膜。采用诱导表达体系证明， MAPKKK6(42)诱导的高表达可导致AAO3的表达，说明MAPKKK6(42)可能是操纵ABA信号起源的信号组分。 本实验室药理学实验证明，玉米植物中酪氨酸磷酸酶专一抑制剂可有效阻断ABA积累，意味着蛋白酪氨酸磷酸酶可能与ABA信号起源有关。将本实验室首次克隆的酪氨酸磷酸酶诱导表达后发现，随着ZmRIDPI转录水平提升，AAO3的转录水平也随之提高，实验说明植物体内蛋白酪氨酸磷酸酶可能参与ABA信号积累的调节。进一步研究还发现，拟南芥的一个蛋白酪氨酸磷酸酶，命名为PTP13，的突变可导致干旱应答基因LT130的表达下降。PTP135的超表达，可促进TUB1表达，同时抑制了CO、FT、CHS、RED1、PIP4、G1、HRBI、PIP3、CR88及ELF3的表达，但对RBCS-1A、LHY圾CCA1转录水平没有明显影响。本实验揭示蛋白酪氨酸磷酸酶不仅参与了细胞逆境信息传递过程，还与植物生长发育有着密切的关系。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词

声明

第一章文献综述

第二章操纵ABA信号的关键酶分析

第一节NCED3及AAO3定位

第二节NCED3及AAO3的反馈调节

第三章干旱触发的细胞信号传递研究

第一节MAPKKK在细胞逆境信息传递中的功能分析

第二节PTPase在细胞逆境信号传递中的功能分析

一ZmRIDP1功能分析

二PTP135功能分析

参考文献

致 谢

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