G蛋白偶联受体GCR2作为植物感应N-酰基高丝氨酸内酯受体功能的研究

摘要

N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserine lactones，AHLs)是革兰氏阴性细菌产生的一种群体感应信号分子。有报道指出，除细菌本身外，其寄主植物也能感知AHLs，从而在基因和细胞水平调节真核生物应答反应。因此我们推测，植物中AHLs可能是通过G蛋白信号通路调节植物应答反应。位于细胞质膜上的G蛋白偶联受体可以感知胞外信号，并传递给质膜内侧的G蛋白，然后效应器接受信号，进而调节通路下游及联反应。
　　前期研究发现gcr2-2突变株对3OC6-HSL不敏感，本课题利用GCR2回复突变株和过表达株系进一步研究GCR2在植物响应AHL中的作用。通过潮霉素筛选得到了GCR2回复突变株(gcr2-2/GCR2)和过表达株系(GCR2 OE)纯合植株，并进行了鉴定。研究发现，1μmol·L-13OC6-HSL处理GCR2回复突变株和过表达株系后，其主根长度显著增加，且在过表达株系中根长增长显著高于回复突变株系。提取col-0野生型、gcr2-2突变株、GCR2回复突变株和过表达株系拟南芥植物蛋白，采用酶联免疫法(ELISA)分析不同植株植物全蛋白与3OC6-HSL的结合能力。结果表明col-0野生型、GCR2回复突变株和过表达株系拟南芥全蛋白结合3OC6-HSL的能力显著高于gcr2-2突变株全蛋白。以上结果显示，植物可以感应3OC6-HSL调控根生长，GCR2可能作为3OC6-HSL的受体参与调控3OC6-HSL的信号转导。
　　将大肠杆菌原核表达载体pET-28a与GCR2基因相连，构建拥有两个His标签的重组BL21(pET-28a-GCR2)，37℃培养到OD值0.62-0.67时，0.5mM IPTG诱导4h，通过蛋白电泳和免疫印迹法分析样品，结果显示达出了大量可溶性GCR2蛋白。通过His标签进行纯化，得到了纯化后的GCR2蛋白。通过放射自显影的方法发现GCR2蛋白与氚标记的3OC6-HSL特异性结合。采用ELISA法和微量热泳动仪(MST)分析GCR2蛋白与3OC6-HSL结合的受体动力学特性。结果初步表明，GCR2可以与3OC6-HSL特异性结合，可能是其受体。

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第一章 绪论

1.1 植物感应N-酰基高丝氨酸内酯

1.2 G蛋白偶联受体介导的信号转导途径

1.3 植物生长发育过程中G蛋白偶联受体的作用

1.4 课题的意义及创新点

第二章 GCR2参与植物感应N-酰基高丝氨酸内酯

2.1 材料

2.2 实验方法

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第三章 体外表达GCR2蛋白作为N-酰基高丝氨酸内酯受体功能的研究

3.1 材料

3.2 方法

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 结论与讨论

第五章 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果