泛素蛋白酶体途径及其对植物生长发育的调控

泛素蛋白酶体途径主要由泛素活化酶、泛素结合酶、泛素蛋白连接酶和26S蛋白酶体组成。泛素活化酶首先激活泛素分子,然后把泛素转移到泛素结合酶上。泛素结合酶结合泛素蛋白连接酶并把泛素转移到底物蛋白上使底物泛素化,或把泛素转移到泛素蛋白连接酶再使底物泛素化。泛素化的蛋白通常通过26S蛋白酶体进行降解。初步的研究结果表明,植物生长发育的很多方面受泛素蛋白酶体介导的蛋白降解途径的调控。

干扰HD-ZipⅢ家族成员OsHox33的表达加速水稻叶片的衰老

HD-ZipⅢ基因家族成员在植物生长发育中起重要作用,主要涉及调控植物胚的发育模式、茎顶端分生组织的形成、叶片极性的形成、维管系统的发育等多个方面.尤其在植物叶片的发育中起重要作用.尽管HD-ZipⅢ家族成员在陆生植物中高度保守,但基于拟南芥多重突变体的遗传分析揭示了HD-ZipⅢ家族的功能在进化过程中已有所分化.本文报道了一个HD-ZipⅢ家族成员OsHox33,并分析了其功能,研究结果表明,其在水稻叶片衰老中起重要作用.为了揭示OsHox33的功能,本研究构建两个特异的RNAi载体(一个干涉片段来自OsHox33的5′端,另一个来自OsHox33的3′非翻译区)干扰OsHox33的表达,结果表明,两个载体的转基因植株都展示了叶片早衰的相似表型,表明干扰OsHox33的表达加速了水稻叶片的衰老.pOsHox33::GUS及RT-PCR分析表明,OsHox33在水稻幼嫩的器官中有较高的表达,尤其在茎顶端分生组织、居间分生组织及愈伤等幼嫩组织有较高的表达.不同时期叶片实时定量PCR分析表明,OsHox33在水稻幼叶中有较高的表达,但在衰老叶片中表达降低.另外,不同时期叶片叶绿体电子显微镜超微结构显示,OsHox33 RNAi转基因植株加速了叶绿体结构的降解,与OsHox33 RNAi转基因植株的表型相一致.基因表达调控结果显示,OsHox33可以调控水稻叶片衰老特性基因GS1和GS2的表达,干扰OsHox33的表达降低了GS1的表达,但增加了GS2的表达.本文对于HD-ZipⅢ家族在植物生长发育中的功能提供了新的理解.

拟南芥转录因子bHLH17负调控茉莉素介导的抗性反应

植物激素茉莉素作为抗性信号调控植物对腐生性病原菌和昆虫的抗性,作为发育信号调控植物根的生长、雄蕊发育、表皮毛形成和叶片衰老。茉莉素受体COI1识别茉莉素分子,进而与JAZ蛋白互作并诱导其降解,继而调控多种茉莉素反应。拟南芥(Arabidopsis thaliana)IIId亚组b HLH转录因子(b HLH3、b HLH13、b HLH14和b HLH17)是JAZ的一类靶蛋白。与野生型相比,IIId亚组b HLH转录因子的单突变体对灰霉菌和甜菜夜蛾的抗性无明显差异,而四突变体对灰霉菌和甜菜夜蛾的抗性增强。该文通过高表达b HLH17并研究其对灰霉菌和甜菜夜蛾的抗性反应,结果显示,被灰霉菌侵染的b HLH17高表达植株较野生型表现出更严重的病症。取食b HLH17高表达植株叶片的甜菜夜蛾幼虫体重大于取食野生型叶片的幼虫体重。b HLH17高表达抑制了茉莉素诱导的抗性相关基因(Thi2.1)和伤害响应基因(VSP2、AOS、JAZ1、JAZ9和JAZ10)的表达。原生质体转化实验显示b HLH17通过其N端行使转录抑制功能。研究结果表明,IIId亚组b HLH转录抑制因子b HLH17高表达会负调控茉莉素介导的对灰霉菌和甜菜夜蛾的抗性。