拟南芥G蛋白信号转导调节蛋白(AtRGS1)N-末端、C-末端结构域在葡萄糖和ABA介导的信号转导途径中的作用

摘要

本研究以拟南芥野生型C01-0、突变体rgsl-2、过表达35S:RGSl-N、35S:RGSl-C为材料，通过突变体分析、转基因植株构建等技术，用分子生物学、生物化学等方法研究了AtRGS1蛋白N-末端、C-末端结构域在拟南芥葡萄糖和ABA信号转导途径中的作用。取得了以下主要研究结果： 1、采用TOPO克隆的方法构建了35S:RGSl-N.35S:RGSl-C过表达转基因植株。 克隆了AtRGS1基因N-末端、C-末端cDNA，通过TOPO克隆构建了CaMV35S为启动子，GFP为报告基因，含有融合基因35S:RGSl-N-GFP、35S:RGSl-C-GFP的植物表达载体。利用根癌农杆菌浸染转化法将35S:RGSl-N-GFP、35S:RGSl-C-GFP融合基因导入突变体rgsl-2植株，‘经过抗生素筛选、根部荧光观察和GFP基因PCR鉴定，获得了转化成功的阳性植株。 2、运用突变体分析技术研究AtRGS1蛋白N-末端、C-末端结构域在拟南芥葡萄糖和ABA信号转导途径中的作用及其调节机理。结果表明： (1) rgsl-2种子萌发对葡萄糖的抑制作用不敏感，而35S:RGSl-N、35S:RGSl-C种子表现为超敏感，其中35S:RGSl-N种子最敏感。四基因型种子萌发对甘露糖的抑制作用未表现出差异。表明这种抑制作用与糖的渗透胁迫无关，而是由葡萄糖介导的信号转导途径引起的。已糖激酶抑制剂NAG处理削弱了甘露糖对种子萌发的抑制效应，而对葡萄糖抑制萌发没有影响，表明葡萄糖抑制种子萌发不依赖于已糖激酶途径。 (2) rgsl-2种子萌发对ABA低敏，而35S:RGSl-N、35S:RGSl-C种子表现为超敏感，其中35S:RGSl-N种子最敏感。表明过表达AtRGSl-N. AtRGSl-C能互补rgsl-2的ABA不敏感性表型，增加了种子对ABA的敏感性。 (3)葡萄糖与ABA共处理结果显示葡萄糖与ABA对种子萌发的抑制作用存在叠加效应。Fluridone与葡萄糖共处理结果显示Fluridone能降低葡萄糖抑制种子萌发的效应。表明葡萄糖是通过增加内源ABA含量来抑制萌发的。 (4) rgsl-2幼苗主根显著长于Col，而35S:RGSl-N、35S:RGSl-C主根显著短于Col、rgsl-2。rgsl-2、35S:RGSl-N和35S:RGSl-C主根生长对葡萄糖和ABA的应答表现出相同趋势，即rgsl-2敏感性最低，其次是35S:RGSl-C，35S:RGSl-N敏感性最高。表明AtRGSl基因突变和过表达改变了代谢糖和ABA调节作用的敏感性。 (5)植株水平，rgsl-2离体叶片失水速率显著快于Col，而35S:RGS1-N、35S:RGSl-C显著低于Col。表明过表达AtRGSl-N、AtRGSl-C能降低植株叶片失水速率，增强耐旱性。 (6)干旱胁迫条件下，rgsl-2水势显著低于Col，而35S:RGSl-N、35S:RGSl-C水势显著高于Col、rgsl-2。表明rgsl-2保水能力较弱，而35S:RGSl-N、35S:RGSl-C具有较强的保水能力，在干旱胁迫下能够保持较高的叶片水势。相应地，Col、rgsl-2叶片ABA含量较低，而转基因株系35S:RGSl-N、35S:RGSl-C叶片ABA含量显著高于Col、rgsl-2。表明过表达AtRGSl N-末端、C-末端结构域增强了拟南芥应对干旱胁迫的能力。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：中英文对照词

声明

第一章文献综述

1动物中G蛋白介导的信号转导途径

1.1经典的G蛋白信号转导模式

1.2动物G蛋白信号转导途径各组分简介

1.3动物中的G蛋白信号转导调节蛋白

2植物中G蛋白介导的信号转导途径

2.1植物G蛋白信号转导途径各组分简介

2.2植物G蛋白参与的信号转导途径

3植物中的G蛋白信号转导调节蛋白

3.1 AtRGS1蛋白的结构

3.2 AtRGS1蛋白的胞内定位

3.3 AtRGS1蛋白的功能

4糖信号

4.1酵母和动物的葡萄糖感受机制

4.2高等植物的葡萄糖感受机制

4.3糖信号与ABA信号

5.本研究的目的及研究内容

参考文献

第二章 AtRGS1分段克隆及互补转基因植株的获得

1材料与方法

1.1植物材料

1.2菌株、质粒及生化试剂

1.3实验方法

2结果与分析

2.1 RNA完整性检测

2.2目的基因的获得

2.3目的基因的克隆及鉴定

2.4农杆菌介导培育转基因拟南芥

2.5转基因植株筛选

3讨论

参考文献

第三章AtRGS1N-和C-末端结构域在拟南芥葡萄糖和ABA信号转导中的作用

1材料与方法

1.1植物材料

1.2试剂

1.3实验方法

2结果与分析

2.1糖对种子萌发的影响

2.2 ABA对种子萌发的影响

2.3糖和ABA相互作用对种子萌发的影响

2.4葡萄糖对主根生长的影响

2.5 ABA对主根生长的影响

2.6离体叶片失水速率比较

2.7干旱胁迫后叶片水势和ABA含量的变化

3讨论

参考文献

第五章结语

1研究小结

2本研究的创新点

3深入研究设想

附 录

致谢