蛋白磷酸酶OsPP95通过调控磷转运体的运输影响水稻磷的吸收与分配

发布时间：2021-04-30 05:41

　　磷是植物生长发育必需的大量营养元素。植物对磷的吸收主要依赖于质膜（PM）定位的磷酸盐转运体（PT）。PT从内质网（ER）运输到PM这一过程需要PHF1的协助,PHF1是一种能促进PT从ER离开的Sec12相关蛋白。拟南芥或水稻中的PT受磷酸化修饰,PT磷酸化状态会影响其从ER到PM的运输。前人的研究表明蛋白激酶OsCK2（CASEIN KINASE2）能够磷酸化OsPT2和OsPT8,从而减弱它们与OsPHF1的相互作用,最终导致PT滞留在ER中。由蛋白激酶与蛋白磷酸酶调节的蛋白磷酸化是一种可逆的转录后调控方式,在控制蛋白定位、活性及稳定上具有重要作用。然而目前尚不清楚哪个磷酸酶调控PT去磷酸化。本研究中,我们鉴定了一个PP2C家族的蛋白磷酸酶OsPP95,它能在体内和体外与OsPT2和OsPT8相互作用。OsPP95能在OsPT8的Ser-517位点处去磷酸化OsPT8,而Ser-517位点也是OsCK2磷酸化OsPT8的位点。OsPP95的过表达会降低OsPT8的磷酸化水平,从而促进OsPT2和OsPT8从ER到PM的转运,最终导致磷在水稻中的积累。在供磷充足的条件下,OsPP95... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：98 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
缩略表
摘要
ABSTRACT
1 文献综述
    引言
    1.1 植物磷吸收与利用的信号途径
        1.1.1 磷酸盐转运体在植物磷吸收与利用中的作用
        1.1.2 植物磷信号调控网络
    1.2 PHT1 磷酸盐转运体的调控模式
        1.2.1 PHT1 基因转录水平调控
        1.2.2 PHT1 基因转录后水平的调控
    1.3 PHO2 在调控磷吸收及转运中的功能
    1.4 蛋白磷酸化修饰在调控磷吸收及转运中的功能
    1.5 本研究目标与意义
2 OsPP95 的克隆、组织表达及亚细胞定位
    引言
    2.1 材料与方法
        2.1.1 OsPP95 的克隆与GUS组织化学染色表达实验
        2.1.2 OsPP95 的亚细胞定位
        2.1.3 酵母双杂交(Y2H)实验
        2.1.4 双分子荧光互补(BiFC)实验
        2.1.5 蛋白免疫共沉淀(co-immunoprecipitation,co-IP)实验
    2.2 结果与分析
        2.2.1 OsPP95 的亚细胞定位
        2.2.2 OsPP95 的组织表达模式
        2.2.3 OsPP95与OsPT2/8 的互作研究
    2.3 本章小结
3 OsPP95 影响植物的磷吸收与分配
    引言
    3.1 材料与方法
        3.1.1 OsPP95 过表达转基因株系构建
        3.1.2 OsPP95 过表达株系表型分析
        3.1.3 OsPP95 CRISPR-Cas9 突变体转基因株系构建
        3.1.4 OsPP95 CRISPR-Cas9 突变体表型分析
        3.1.5 OsCK2 相关材料的表型分析与有效磷含量检测
    3.2 结果与分析
        3.2.1 OsPP95 过表达影响磷吸收与分配
        3.2.2 OsPP95 的突变影响磷吸收与分配
        3.2.3 OsPP95与OsCK2 拮抗地调节磷平衡
    3.3 本章小结
4 OsPP95与OsCK2 拮抗调节OsPT磷酸化及其膜定位
    引言
    4.1 材料与方法
        4.1.1 OsPP95 基因结构与同源性分析
        4.1.2 OsPP95 体外磷酸酶活性
        4.1.3 OsPP95 体外去磷酸化实验
        4.1.4 OsPP95 体内去磷酸化实验
        4.1.5 水稻原生质体制备及瞬时转化和观察
        4.1.6 OsPT8-GFP在根表皮细胞中的亚细胞定位
        4.1.7 内质网与质膜蛋白的提取
    4.2 结果与分析
        4.2.1 OsPP95 基因结构与同源性分析
        4.2.2 OsPP95 体外磷酸酶活性
        4.2.3 OsPP95 去磷酸化OsPTS
        4.2.4 OsPP95与OsCK2 拮抗地调节PT膜定位
    4.3 本章小结
5 OsPHO2 参与OsPP95 在高磷下的泛素化降解
    引言
    5.1 材料与方法
        5.1.1 OsPP95 蛋白体内降解实验
        5.1.2 双突变体材料构建与有效磷测定
        5.1.3酵母双杂交实验
        5.1.4双分子荧光互补(BiFC)实验
        5.1.5 OsPP95 泛素化水平检测
    5.2 结果与分析
        5.2.1 OsPP95 蛋白水平受外部磷浓度影响
        5.2.2 OsPP95与OsPHO2 互相作用
        5.2.3 OsPP95 蛋白的降解部分依赖于OsPHO2
        5.2.4 OsPHO2 通过调控OsPP95 部分调节磷吸收与分配
    5.3 本章小结
6 课题总结与讨论
    6.1 OsPP95 正调控水稻磷吸收
    6.2 OsPP95与CK2 拮抗地调节OsPT运输
    6.3 OsPP95 调节磷转运与分布
7 参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]Molecular mechanisms underlying phosphate sensing, signaling, and adaptation in plants[J]. Zhaoliang Zhang,Hong Liao,William J.Lucas.  Journal of Integrative Plant Biology. 2014(03)
[2]Overexpressing HRS1 Confers Hypersensitivity to Low Phosphate-Elicited Inhibition of Primary Root Growth in Arabidopsis thaliana[J]. Hong Liu1,2,Huixia Yang1,2,Chongming Wu1,2,Juanjuan Feng1,2,Xin Liu1,Huanju Qin1 and Daowen Wang1(1State Key Laboratory of Plant Cell and Chromosome Engineering,Institute of Genetics and Developmental Biology,the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101,China;2Graduate School of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China).  Journal of Integrative Plant Biology. 2009(04)



本文编号：3168949