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作者：

张天任

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摘要：

油菜素内酯(Brassinosteroid,BR)是一类十分重要的植物激素,参与调控植物光形态建成、分支表型、育性调控等多种重要生理过程,同时也参与到植物对生物胁迫和非生物胁迫的响应。BR信号转导的研究具有重要的科学意义,也是生命科学研究的热点。BZR1是BR信号转导的核心转录因子,然而BZR1转录调控下游基因表达的分子机理还不清楚。我们通过筛选鉴定BZR1物理互作蛋白来深入研究BZR1转录调控作用的分子机理。通过酵母双杂交筛选,我们鉴定到了一个BZR1互作蛋白,命名为BIP1(BZR1 Interacting Protein 1)。荧光素酶互补实验(LCI)和双分子荧光互补实验(BiFC)进一步验证了二者之间的互作关系。我们构建了35S:: BIP1-GFP双元表达载体通过亚细胞定位实验,发现BIP1蛋白主要存在于细胞质中,但当BIP1与BZR1蛋白共表达时,BIP1蛋白的定位由细胞质变为核、质均有定位。这一结果暗示BIP1可穿梭于核质之间,且这种穿梭可能依赖于BZR1。我们进而对BIP1的T-DNA插入突变体bip1-1进行研究,发现bip1-1在暗条件下表现出下胚轴变短、子叶张开的光形态建成的表型,与BR生物合成突变体det2,以及BR不敏感突变体bin2的暗环境下表型类似。进一步构建bip1-1和bzr1-1D,以及bip1-1和35s::BZR1-7Myc-6 His的杂交遗传材料,表型分析发现bip1-1突变可以显著抑制bzrl-1D在暗培养条件下的下胚轴伸长和3.5s::BZR1-7Myc-6 His在光下下胚轴的长度。这一结果说明BZR1的功能依赖于BIP1。qRT-PCR实验数据显示bip1-1突变体中受BR诱导表达的BZR1靶基因PRE1、SAUR-AC的表达量较野生型(Col-0)均有明显降低,BR信号抑制的光信号通路下游转录因子GATA2、GATA4表达量高于Col-0。这一结果与bip1-1突变体出现的下胚轴短、子叶张开的组成型光形态建成表型一致,说明BIP1蛋白参与到了BZR1蛋白调控其光形态建成相关靶基因的表达过程。综上所述,BIP1可以与BR信号转导通路核心转录因子BZR1物理互作,共同调控光形态建成相关基因的表达。这一研究,对于我们进一步了解BZR1如何行使转录因子功能具有重要意义,为解析BZR1调控下游基因转录表达进而调控植物生长发育的分子机制提供了新线索。

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关键词：

油菜素内酯 信号转导 转录调控

学位级别：

硕士

学位年度：

2016

DOI：

10.7666/d.Y3034547