拟南芥乙酰转移酶相关基因RAT1和RAT2的分子遗传学分析

摘要

本研究以GUS-CCT2(CRY2的C端)为诱饵,筛选拟南芥cDNA文库,筛选到了与之相互作用的蛋白RAT1(Related to acetyltransferase1),通过同源分析,找到与RAT1高同源性的蛋白(89.7％),称为RAT2。RAT1和RAT2与γ-CA1、γ-CA2、γ-CA3(γ碳酸酐酶)是同源的,同时也与细菌的丝氨酸乙酰转移酶同源。它们都与线粒体复合体Ⅰ有关。RAT1和RAT2蛋白定位在线粒体中,RAT1还定位在细胞核内。rat1和rat2单突变体没有特殊表型。在rat1单突变体与rat2单突变体的杂交后代中得不到rat1rat2双突变体。通过对R1r1r2r2和r1r1R2r2的花粉及胚胎观察,发现rat1rat2双突变体会胚胎致死,且通过转入35S-RAT2到R1r1r2r2植株中,这种致死表型能够恢复。由于得不到rat1rat2双突变植株,构建了rat2/RAT1-RNAi植株。发现rat2/RAT1-RNAi植株能够正常生长发育,只是生长发育延迟,在长日照条件下开花晚。实时定量PCR研究结果表明,在rat2/RAT1-RNAi植株体内,刀的表达降低了,其它开花基因的表达水平与野生型相当。所以rat2/RAT1-RNAi植株开花晚是由于FT的减少引起的。在对RAT1和RAT2的生化分析中发现,在体外,RAT1没有碳酸酐酶活性,但有明显的乙酰转移酶活性。我们推测由于RAT1与RAT2定位于线粒体中,且能与复合体Ⅰ作用,RAT1和RAT2就很可能通过影响能量代谢来起作用。在突变体中,由于能量供应不足,而导致了上述的一系列表型。另,rat1、rat2单突变体没有表型,而rat1rat2双突变体胚胎致死,说明RAT1与RAT2在植物体内的功能是冗余的。RAT1进核是否与CRY2的功能有关还需要继续研究。