长日照下IQM3在CO的下游调控拟南芥主根长度

拟南芥(Arabidopsis thaliana)中IQM家族是含有IQ基序的钙调素结合蛋白家族,IQM3突变能增加主根长度,CO(CONSTANS)是光周期成花调控途径的重要成员,CO突变可缩短主根长度。该研究构建二者的双突变体研究IQM3与CO基因的遗传学关系。结果表明,新CO突变体co-12序列的第1个外显子上缺失了9个碱基ACTTGCTAG,其中含有限制性核酸内切酶Bfa I的酶切位点CTAG。建立了可鉴定该突变体的分子标记:利用Bfa I酶切跨编码区PCR产物时,野生型Col因有3个位点而得到4个片段,co-12因只有2个位点而得3个片段,CO/co-12杂合子得5个片段。在长日照下,co-12的主根长度比野生型Col短,iqm3-2的比野生型Col长,而双突变体co-12 iqm3-2的主根长度表型偏向于iqm3-2。因此,在长日照下,IQM3在CO的下游参与调控拟南芥主根长度。

拟南芥IQM3基因的表达分析及其突变体的鉴定

对拟南芥(Arabidopsis thaliana)IQM3基因的功能进行了分析。结果表明,推定IQM3的启动子中存在多种光、非生物胁迫和植物激素反应的顺式作用元件,可能参与植物对环境变化的反应。RT-PCR分析表明,IQM3在拟南芥莲座叶、花序叶、茎、花和根中的表达较强,但在荚果中的表达很弱;IQM3基因的T-DNA插入突变体iqm3-1和iqm3-2分别是功能缺失和超表达突变体,对这些突变体的表型分析表明,IQM3基因与种子萌发及幼苗子叶膨大有密切关系。

拟南芥CaM5的不同剪接产物对其蛋白质结合活性的影响

钙离子(Ca^(2+))/钙调素(calmodulin, CaM)信号参与植物生长发育和对外界刺激响应的调节。拟南芥(Arabidopsis thaliana)CaM家族共有7个基因,编码的蛋白质氨基酸序列具有高度保守性。该研究通过酵母双杂交及生物信息学分析等方法,对CaM5的2个剪接体CaM5.1和CaM5.3进行蛋白结合活性分析。结果表明,拟南芥钙调素结合蛋白(calmodulin-binding protein,CaMBP)IQM3(IQ motif-containing protein 3)能在酵母中与除CaM5.3外的CaM家族的成员结合。生物信息学分析表明,CaM5.3比CaM5.1和其他CaM亚型成员多出1个由35个氨基酸残基组成的C-末端序列(C-terminal domain,CTD),可能影响CaM5.3与IQM3结合。在CaM5.1的C-末端添加CML10的CTD,将重组蛋白与IQM3进行结合,证实CaM5.3的CTD是影响其与IQM3结合的关键序列。因此,拟南芥CaM5的不同剪接方式影响其蛋白结合活性,为研究钙调素及钙调素结合蛋白的结合活性提供参考。

拟南芥IQM3基因突变减少幼苗的侧根数量和增加主根长度

在拟南芥中,IQM家族属于含IQ基序的钙调素结合蛋白家族,共有6个成员。其中,IQM3的功能尚未有相关报道。本研究对该基因的2个突变体iqm3-1和iqm3-2幼苗的侧根数量、主根长度和赤霉素(GA3和GA4)含量进行了测定。结果表明,iqm3-1和iqm3-2比野生型Col-0具有更少的侧根、更长的主根以及更高的GA3和GA4含量。用5~20 mmol·L-1赤霉素生物合成抑制剂多效唑处理种子后,iqm3-1、iqm3-2的侧根和主根长度与野生型接近,说明IQM3可能通过抑制赤霉素的生物合成而参与对幼苗的侧根数量和主根长度的调节。