拟南芥phyA铰链区调控phyA磷酸化和功能的分子机制
发布时间：2021-08-17 04:26
植物通过光合作用将光能转化为生物可利用的化学能与有机物。光除了以能量的形式被植物吸收利用,也作为重要的环境信号因子,调控植物的整个生命周期,如种子萌发、幼苗去黄化、叶的生长、茎秆伸长、气孔与叶绿体运动、向光性、节律与避荫反应等。因此,研究植物的光信号不仅有助于深入理解植物如何根据环境信号调控自身的发育,也为进一步提高农作物的光能利用率和品质改良打下坚实的基础。光敏色素A（phyA）是植物中唯一感受并响应远红光信号的光受体。在光下,phyA与COP1/SPA1复合体相互作用并抑制复合体的形成,进而稳定光信号正调控因子（比如转录因子HY5）的积累,从而促进光形态建成。据报道,燕麦phyA铰链区的一个丝氨酸（S599）为磷酸化位点,该位点的磷酸化和去磷酸化能够调控燕麦phyA与其信号分子的相互作用。在本研究中,发现拟南芥phyA铰链区有三个可能的磷酸化位点（S590,T593和S602）,在调控phyA的功能和与其信号分子的互作方面扮演重要的角色。遗传数据表明,将这三个位点突变为丙氨酸形式（phyAAAA）与天冬氨酸形式（phyADDD）均显著影响phyA的功能和远红光信号转导,其中phyA...
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２光敏色素光吸收波长范围（Ｌｉ?ｅｔａｌ．，２０１１）??光敏色素的Ｐｒ形式的最大吸收峰在６６０?ｎｍ处，Ｐｆｒ形式的最大吸收峰在７３０?ｎｍ处，且光敏色素??
是一种线性四批略环生色团ｐｈｙｔｏｃｈｒｏｍｏｂｉｌｌｉｎ（ＰＯＢ），光敏色素之所以能够接收红光??／远红光光子并进行Ｐｒ与Ｐｆｒ之间的相互转换，就是由于ＰｃＤＢ吸收光子后构象的改变??所致（图１－３）。??Ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃ?ａｃｉｄ?Ｐｌａｓｔｉｄ?＇Ｎ??＼??：丨?Ｐｒｏｔｏｐｏｒｐｈｙｒｉｎ?ＩＸ??＾?Ｉ??，?Ｉ?Ｆｅｒｒｏｃｈｅｌａｔａｓｅ?！；?｜｜??Ｃｈ丨。—ｙ丨丨丄??ｆ?Ｈｅｍｅ?ｏｘｙｇｅｎａｓｅ??｜?（ＨＹ１）?｜??Ｂｉｌｉｖｅｒｄｉｎ?ＩＸａ??Ｐ（Ｉ＞Ｂ?ｓｙｎｔｈａｓｅ?［??（ＨＹ２）?Ｉ?｜??＾?Ｐｈｙｔｏｃｈｒｏｍｏｂｉｌｉｎ?ｊ??｜?Ａｐｏｐｈｙｔｏｃｈｒｏｍｅ．??｜?Ｃｙｔｏｐｌａｓｍ??Ｈｏｌｏｐｈｙｔｏｃｈｒｏｍｅ??图１－４植物Ｐ＜ＤＢ的生物合成途径（Ｋｏｈｃｈｉ?ｅｔａｌ．，２００１）??ＰＯＢ在质体内合成，与叶绿素合成共用原Ｐ？卜啉（ｐｒｏｔｏｐｏｒｐｈｙｒｉｎ）。脱辅基蛋白光敏色素在细胞质内??自催化共价结合ＰＯＢ组成全蛋白。??植物细胞内的光敏色素是否必须共价结合ＰＯＢ才能够具备光受体的功能？研宄??结果表明确实如此。在拟南芥光敏色素功能缺失突变体的筛选过程中，发现了一类??Ｐ（ＤＢ合成途径缺陷突变体，分别被命名为炒７与办２?（Ｐａｒｋｓ?ａｎｄ?Ｑｕａｉｌ，?１９９１）。与??突变体中ＰＯＢ合成途径中的两个关键酶的编码基因发生了突变编码一个血??红素加氧酶（ＡｔＨＯｌ）?（Ｄａｖｉｓ?ｅｔ?ａｌ．
?松科植物有五个基因系统??进化发育分析显示，在种子植物光敏色素基因演化分支之前，古老的苔藓类等就己??经演化分支出去（图１－５）?（Ｍａｔｈｅｗｓ，?２００６）。说明种子植物光敏色素在基因水平与古??老苔藓类等相似性较低，但来源于同一个祖先。??－???Ｉ?１?１?１?１?１??５００?４００?３００?２００?１００?０??Ｐｈ／Ａｆｐ〇?Ｊ?Ｌｉｖｅｒｗｏｒｔｓ???；＾１?Ｍｏｓｓｅｓ??ＰＨＹ１?Ｊ?Ｈ〇ｍＷＯｆ１Ｓ??Ｌｙｃｏｐｈｙｔｅｓ?＼??，?衝」Ｆｅｍｓ??，■?＝１?、??ｐ／＜ｖｘ＞」Ｃｙｃａｄｓ??＾?＾?ＳＳＳ＾ＳＳＳＳＩＳ＾ＳＳＳＳＳＳＳＩＳｍ?ｉｉＨＹＰ?ｌ??■〇」???？”?—■＾＾―—＾—＾―?Ｉ＾ＨＹＰ?Ｌ?ｅ??存?１?▲?：?＾Ｐ—ＰＨＹＮ１?￣?Ａ?ｂ??／？?作＾＾＾ＳＳ＾ＳＳＳＳＳＳＳ＾ＳＳ＾?ｐｈｙｎ２?２?ｈｅｉｆ?ｎ??？ｉｎ?＾Ｙ〇?Ｊ?Ｃｏｎｉｆｅｒｓ?丁??工?ＪＳＳＳＳＳＳＳＳＳ＾ＳＳＳＳｍ?脈］??ｉＪＨＹＮ?ＪＧｎｅｔａｌｅｓ??，＾?ＰＨＹＰ１??ｔｉ２ａ?４２ｂ?—ｉ?ｐｈｙｐｐ??ｐｈｙｍ?Ｐｉｎａｃｅａｅ??ｐｈｙｏ?Ｊ??ｐｈｙａ???■?■?＝?：，ｏｗｆ『邮??ＰＨ汗?Ｊ?ｐ’ａｎｔｓ?Ｊ?Ｊ??图１－５主要陆生植物光敏色素编码基因的进化关系（Ｍａｔｈｅｗｓ，?２００６）??标尺代表时间线，单位为百万年，阴影部分代表大约为３．６－３．８亿年。黑色宽线代表不同物种，植??物光敏色素的一次主要分支发生在种子植物的起源附近（＃１）
本文编号：3347055
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２光敏色素光吸收波长范围（Ｌｉ?ｅｔａｌ．，２０１１）??光敏色素的Ｐｒ形式的最大吸收峰在６６０?ｎｍ处，Ｐｆｒ形式的最大吸收峰在７３０?ｎｍ处，且光敏色素??
是一种线性四批略环生色团ｐｈｙｔｏｃｈｒｏｍｏｂｉｌｌｉｎ（ＰＯＢ），光敏色素之所以能够接收红光??／远红光光子并进行Ｐｒ与Ｐｆｒ之间的相互转换，就是由于ＰｃＤＢ吸收光子后构象的改变??所致（图１－３）。??Ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃ?ａｃｉｄ?Ｐｌａｓｔｉｄ?＇Ｎ??＼??：丨?Ｐｒｏｔｏｐｏｒｐｈｙｒｉｎ?ＩＸ??＾?Ｉ??，?Ｉ?Ｆｅｒｒｏｃｈｅｌａｔａｓｅ?！；?｜｜??Ｃｈ丨。—ｙ丨丨丄??ｆ?Ｈｅｍｅ?ｏｘｙｇｅｎａｓｅ??｜?（ＨＹ１）?｜??Ｂｉｌｉｖｅｒｄｉｎ?ＩＸａ??Ｐ（Ｉ＞Ｂ?ｓｙｎｔｈａｓｅ?［??（ＨＹ２）?Ｉ?｜??＾?Ｐｈｙｔｏｃｈｒｏｍｏｂｉｌｉｎ?ｊ??｜?Ａｐｏｐｈｙｔｏｃｈｒｏｍｅ．??｜?Ｃｙｔｏｐｌａｓｍ??Ｈｏｌｏｐｈｙｔｏｃｈｒｏｍｅ??图１－４植物Ｐ＜ＤＢ的生物合成途径（Ｋｏｈｃｈｉ?ｅｔａｌ．，２００１）??ＰＯＢ在质体内合成，与叶绿素合成共用原Ｐ？卜啉（ｐｒｏｔｏｐｏｒｐｈｙｒｉｎ）。脱辅基蛋白光敏色素在细胞质内??自催化共价结合ＰＯＢ组成全蛋白。??植物细胞内的光敏色素是否必须共价结合ＰＯＢ才能够具备光受体的功能？研宄??结果表明确实如此。在拟南芥光敏色素功能缺失突变体的筛选过程中，发现了一类??Ｐ（ＤＢ合成途径缺陷突变体，分别被命名为炒７与办２?（Ｐａｒｋｓ?ａｎｄ?Ｑｕａｉｌ，?１９９１）。与??突变体中ＰＯＢ合成途径中的两个关键酶的编码基因发生了突变编码一个血??红素加氧酶（ＡｔＨＯｌ）?（Ｄａｖｉｓ?ｅｔ?ａｌ．
?松科植物有五个基因系统??进化发育分析显示，在种子植物光敏色素基因演化分支之前，古老的苔藓类等就己??经演化分支出去（图１－５）?（Ｍａｔｈｅｗｓ，?２００６）。说明种子植物光敏色素在基因水平与古??老苔藓类等相似性较低，但来源于同一个祖先。??－???Ｉ?１?１?１?１?１??５００?４００?３００?２００?１００?０??Ｐｈ／Ａｆｐ〇?Ｊ?Ｌｉｖｅｒｗｏｒｔｓ???；＾１?Ｍｏｓｓｅｓ??ＰＨＹ１?Ｊ?Ｈ〇ｍＷＯｆ１Ｓ??Ｌｙｃｏｐｈｙｔｅｓ?＼??，?衝」Ｆｅｍｓ??，■?＝１?、??ｐ／＜ｖｘ＞」Ｃｙｃａｄｓ??＾?＾?ＳＳＳ＾ＳＳＳＳＩＳ＾ＳＳＳＳＳＳＳＩＳｍ?ｉｉＨＹＰ?ｌ??■〇」???？”?—■＾＾―—＾—＾―?Ｉ＾ＨＹＰ?Ｌ?ｅ??存?１?▲?：?＾Ｐ—ＰＨＹＮ１?￣?Ａ?ｂ??／？?作＾＾＾ＳＳ＾ＳＳＳＳＳＳＳ＾ＳＳ＾?ｐｈｙｎ２?２?ｈｅｉｆ?ｎ??？ｉｎ?＾Ｙ〇?Ｊ?Ｃｏｎｉｆｅｒｓ?丁??工?ＪＳＳＳＳＳＳＳＳＳ＾ＳＳＳＳｍ?脈］??ｉＪＨＹＮ?ＪＧｎｅｔａｌｅｓ??，＾?ＰＨＹＰ１??ｔｉ２ａ?４２ｂ?—ｉ?ｐｈｙｐｐ??ｐｈｙｍ?Ｐｉｎａｃｅａｅ??ｐｈｙｏ?Ｊ??ｐｈｙａ???■?■?＝?：，ｏｗｆ『邮??ＰＨ汗?Ｊ?ｐ’ａｎｔｓ?Ｊ?Ｊ??图１－５主要陆生植物光敏色素编码基因的进化关系（Ｍａｔｈｅｗｓ，?２００６）??标尺代表时间线，单位为百万年，阴影部分代表大约为３．６－３．８亿年。黑色宽线代表不同物种，植??物光敏色素的一次主要分支发生在种子植物的起源附近（＃１）
本文编号：3347055
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