atnoa1响应sa调节拟南芥根波动性生长机制分析word格式论文.docxVIP

摘 要对陆地上的植物而言，适应不断变化的环境对植物生存和进化具有重要意义。植物 根系灵活的生长方式有利于植物适应自然环境的变化，这一过程涉及营养、水分、光等 信号刺激、植物激素互作及信号转导、基因表达的调控以及根的形态建成等诸多环节。 水杨酸是近年确认的一种新型植物信号分子，在调节植物某些重要生理过程方面具有重 要功能，是植物适应环境不良变化的重要植物激素信号。已有研究表明，当植物根在较 硬的、倾斜的培养基表面生长时，其表现出一种有规律的波动的生长方式，迄今已有几 种模型试图阐明这一现象的机制，然而到目前为止，根波动生长的具体分子机制及信号 转导机制还不清楚。课题组前期研究证实，水杨酸能特异性的诱导拟南芥的根呈现波动生长反应， AtNOA1 基因的突变，导致拟南芥缺失 SA 诱导的根波动生长反应。鉴于 AtNOA1 基因 报道与 NO 的合成相关，推测 NO 可能参与 SA 调节的植物拟南芥根波动性生长，遗憾 的是 NO 合成关键基因 NIA1、NIA2（编码硝酸还原酶）的突变并不影响 SA 诱导的拟南 芥产生根波动生长反应，且外源 SNP（NO 供体）处理同样不能诱导根波动性生长，因 此排除 AtNOA1 基因介导 SA 诱导的根波动性生长依赖于 NO 可能性。为探讨 AtNOA1 响应 SA 诱导拟南芥根波动性生长可能作用机制，我们对 AtNOA1 蛋白定位及活性调节等进行了分析。首先将带 GFP 荧光标记的 AtNOA1 全长 CDS 和 N 端 600bp CDS 序列转化拟南芥叶片原生质体进行瞬时表达，结果显示，AtNOA1 定位于 叶肉细胞的叶绿体内，AtNOA1 蛋白的定位序列位于其 N 端。永久表达 35S::NOA-GFP 的转基因植株荧光检测表明，AtNOA1 在拟南芥叶片和下胚轴细胞的叶绿体、根细胞内 均有表达。根细胞质壁分离实验结果表明，GFP 荧光与根细胞壁共定位，部分 GFP 荧 光在细胞质内呈点状分布。鉴于 AtNOA1 是 cGTPase，那么 SA 是否直接调节 AtNOA1 活性？本文对 AtNOA1 进行了体外原核表达和蛋白纯化，GTPase 活性测定，结果证实 SA 并不能影响 AtNOA1 活性，可能通过中间信号介导以响应 SA 的调节。鉴于生长素的含量及不对称分布直接影响到植物根生长形态改变，诸如主根的延伸 及侧根的发育等，为此我们通过将 DR5::GUS 转入 noa1 突变体，观察 SA 处理后生长素 的变化和分布，以证实 AtNOA1 是否通过调节生长素的变化响应 SA 诱导的拟南芥根波I动性生长反应。实验中发现，SA 能引起拟南芥根尖的生长素含量降低，而 AtNOA1 基 因突变后，SA 处理下根尖生长素含量无明显变化，暗示 AtNOA1 可能通过调控拟南芥 根尖生长素的含量变化，参与调节 SA 引起的拟南芥波动生长反应。综上所述，AtNOA1 参与调节了 SA 诱导的根波动性生长，可能依赖于其对 SA 引 起的根内生长素含量及分布的变化调节，证实 SA 并不直接影响 AtNOA1 的 GTPase 活 性实现，可能通过间接调节方式作用于 AtNOA1，同时排除了 NO 在 SA 调节根波动性 生长的可能作用。关键词：AtNOA1，cGTPase，水杨酸，根波动性生长AbstractAdapting to the changing environment is significant for land plants, in their survival and evolution. The flexible growth pattern of the plant root system, includes many processes such as the nutrients, moisture and light stimulation, interaction and regulation of plant hormone signal transduction, gene expression and root morphogenesis, plays an irreplaceable role in adapting to changing environment. Salicylic acid as a new plant signal molecule, plays an important function in regulation of some important physiological process in plants. It is also an important plant hormone for plants to adapt to a