拟南芥隐花色素CRY2调控ABA响应的表型鉴定及CRY2与ABI4相互关系的分析

发布时间：2020-10-30 16:38

　　 光作为主要的环境因子在植物整个生长发育过程中都发挥重要的调控作用。植物感受环境光刺激主要是通过光受体来实现的,目前在拟南芥中已经鉴定出红光/远红光、蓝光/紫外光A(蓝光/UV-A)和紫外光B(UV-B)三类光受体,其中隐花色素(cryptochromes,CRYs)作为一类重要的蓝光/UV-A受体,在促进光形态建成、调控光周期开花方面具有重要的功能,对其介导的蓝光信号转导机制的研究也较为深入。近年来,越来越多的试验证据表明CRYs参与调控植物对非生物胁迫的响应,包括对干旱、盐、高温和高光强辐射等的响应,然而其内在机制尚不清楚。本研究以拟南芥哥伦比亚野生型(Col4)、CRY2功能缺失突变体(cry2)和CRY2过表达的转基因拟南芥(pCAMBIA-35S::GFP-CRY2,以下简称GFP-CRY2)为材料,鉴定三种基因响应外源脱落酸(abscisic acid,ABA)诱导的表型,发现CRY2在ABA响应中发挥正向调控作用。通过体内和体外的蛋白质-蛋白质互作及蛋白质-DNA互作试验,发现CRY2与ABA信号转导途径中的一个重要转录因子ABI4(ABA INSENSITIVE 4,ABI4)发生相互作用。对CRY2过表达于ABI4功能缺失突变体的转基因拟南芥(GFP-CRY2/abi4)响应ABA的表型进行鉴定,发现CRY2对ABA响应的调控作用至少是依赖于ABI4的。具体研究结果如下:1.与Col4相比,cry2种子萌发和幼苗主根伸长对外源ABA的敏感性显著下降,而GFP-CRY2种子萌发对ABA的敏感性显著增加,说明CRY2正向调控ABA响应。2.利用酵母双杂交试验和双荧光互补试验(bimolecular Fluorescence Complementation,BiFC)证实CRY2与ABI4发生蓝光依赖的相互作用。3.通过酵母单杂交试验和双荧光素酶报告分析试验证实CRY2能够作用于ABI4基因的启动子(ATG上游2000bp的DNA序列),促进其转录活性。4.对GFP-CRY2/abi4转基因拟南芥T_3代纯合体在外源ABA诱导下的种子萌发率进行统计分析,发现其种子萌发率显著低于GFP-CRY2,但高于abi4,说明CRY2调控ABA响应至少是依赖于ABI4的,但还存在着其他的重要因子支持CRY2的功能。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q943.2
【部分图文】：

图 1.1 CRY2 与 CIBs 互作调控开花时间(Yu et al., 2010)egulation of flowering time by the interaction between CRY2 anet al., 2010)Ys-COP1/SPA1 不但能与 bHLH 及其它转录因子家族蛋白发生相互作用直

图 1.2 CRYs 与 COP1/SPA1 互作(Podolec and Ulm, 2018)Fig. 1.2 The interaction of CRYs and COP1/SPA1(Podolec and Ulm, 2018 CRYs-PIFsPIF4、PIF5 是 bHLH 转录因子家族的两个蛋白，能够与 PHYB 发生相调控下游基因的表达(Huq and Quail, 2002; Leivar and Quail, 2011)。PIF

图 1.3 低蓝光下 CRYs 与 PIFs 互作调控植物生长(Pedmale et al., 2016)ig.1.3 Cryptochromes interact with PIFs to control plant growth in limiting blight(Pedmale et al., 2016)4 CRYs-AUX/IAAsAUX/IAAs 是一类具有四个结构域（DⅠ-DⅣ）的寿命较短的小蛋白，其中
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本文编号：2862739